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『こんとろラボ』

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  • 激おもしろい現代制御の歴史。発展のカギは宇宙開発にあり!?

    3 users

    controlabo.com

    1950年~:最適制御の始まり背景:宇宙開発競争第二次世界大戦後、冷戦のボス国であるアメリカとソ連は、宇宙開発競争にしのぎを削ります。 当時、宇宙開発は技術力の強烈なシンボルでした。よってこの競争に勝つことは、国民や諸外国へ「我が国こそが世界のトップだ!」と宣言することに等しく、両者にとって絶対に負けられないものでした。 また、ロケット技術はそのまま軍事技術への応用に直結するため、政治的にも技術的にも非常に重要な開発対象でした。 そのような中で、制御に求められる性能は急激に上昇しました。科学者たちは「今より優れた制御器はないか?」という考えを突き詰めるうちに、「これ以上ないベストな制御器は何か?」という考えに至ります。最適制御の始まりです。 最適制御は、制御対象と制御目的を数式で表し、それらに基づいて最適な制御方法を数学的に求める制御手法です。なんだかすごく難しそうですよね…。実際その通り

    • テクノロジー
    • 2023/06/04 16:40
    • 超おもしろい古典制御の歴史。制御工学誕生のドラマとは!?

      311 users

      controlabo.com

      紀元前:水時計太古のフィードバック制御システムとして有名なのが、紀元前3世紀のギリシャで用いられていた水時計です。水時計は次のような機構で水を溜め、溜まった水の量で時間を計る装置です。 水が溜まるスピードを一定にするためには、1段目のタンクの水位を一定に保つ必要がありました。そのため三角錐型の「浮き」によって、下図のような機構で水の量が調整されていました。 この水時計、17世紀に振り子時計が登場するまでは、この世で最も精度のよい時計だったそうです。意外とすごいですね。 1788年:ワットの遠心調速機時は飛んで18世紀のイギリス。ここで制御工学の原点と言える装置が実用化されます。蒸気機関です。 蒸気機関は人類が初めて手にした原動機であり、産業革命をもたらしました。この蒸気機関の発展に多大な貢献をしたのが、ワット(Watt)です。 蒸気機関を産業利用するためには、生み出される回転の速度を一定に

      • エンタメ
      • 2023/05/02 14:23
      • 制御工学
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      • History
      • PID制御のプログラム例。仕組みと考え方を詳しく解説!

        3 users

        controlabo.com

        動作条件まず、前提となるシステム構成を確認しておきましょう。次のようなブロック線図で表される、PID制御システムを考えます。 このシステムにおける制御入力$u$は、PID制御器によって次式で計算されるのでしたね。 $$u(t) = \ubg{K_P\ e(t) \vphantom{K_I \int ^t _0 e(\tau) d\tau}}{比例\ P} + \ubg{K_I \int ^t _0 e(\tau) d\tau}{積分\ I} + \ubg{K_D\ \dot{e}(t)\vphantom{K_I \int ^t _0 e(\tau) d\tau}}{微分\ D}$$ $K_P,K_I,K_D$は、それぞれP・I・Dゲインです。上式を使うと、いかなる時刻$t$に対しても、そのときの入力$u(t)$が導出可能となります。 ただ、逆に言うと、これを厳密に実現させるには、無限に短い

        • 学び
        • 2023/03/02 16:42
        • PID制御とは?仕組みと動作イメージを分かりやすく解説!

          6 users

          controlabo.com

          PID制御とは次のブロック線図(または数式)にて表される制御手法のことを、PID制御と呼びます。 $$u(t) = \ubg{K_P\ e(t) \vphantom{K_I \int ^t _0 e(\tau) d\tau}}{比例\ P} + \ubg{K_I \int ^t _0 e(\tau) d\tau}{積分\ I} + \ubg{K_D\ \dot{e}(t)\vphantom{K_I \int ^t _0 e(\tau) d\tau}}{微分\ D}$$ 誤差$e$に対して、比例する項(Proportional)、積分する項(Integral)、微分する項(Derivative)からなるため、それぞれの頭文字をとって「PID制御」と呼ばれます。それぞれの項についている係数$K_P,K_I,K_D$は調整パラメータで、それぞれ「Pゲイン」「Iゲイン」「Dゲイン」と呼ばれます。

          • 学び
          • 2022/11/02 14:54
          • こんとろラボ

            20 users

            controlabo.com

            こんとろラボとは制御の直感的イメージと実用上のコツが分かる、日本最大級の制御工学解説サイトです(他にほとんどないだけ)

            • 学び
            • 2022/08/05 10:17
            • 制御工学
            • 【制御図鑑Ⅱ】古典制御・現代制御の主な手法15種類のまとめ

              3 users

              controlabo.com

              古典制御PID制御PID制御は、比例要素・積分要素・微分要素の組み合わせで構成される、最も基本的でシンプルな制御手法です。 $$u(t) = \ubg{K_P\ e(t) \vphantom{K_I \int ^t _0 e(\tau) d\tau}}{比例\ P} + \ubg{K_I \int ^t _0 e(\tau) d\tau}{積分\ I} + \ubg{K_D\ \dot{e}(t)\vphantom{K_I \int ^t _0 e(\tau) d\tau}}{微分\ D}$$ それぞれの制御要素のゲイン($K_P$など)をチューニングすることで、制御性能を調整します。調整は数式モデルを用いて理論的に行う事もできますが、実際に制御対象を動かしながら試行錯誤的にやることが多いです(そのほうが簡単なので)。 最大の利点はその使いやすさで、制御工学をよく知らない人でもお手軽に80

              • 世の中
              • 2021/01/05 22:43
              • 古典制御・現代制御とは?それぞれの違いと利点を比較!

                4 users

                controlabo.com

                名前の由来古典・現代という名前は、歴史に由来します。 古典制御は1850年ごろから盛んに研究され、1950年ごろにだいたい今の形になったとされています。一方、現代制御は1950年ごろから盛んに研究され、今も進化を続けています。 この歴史に基づき、古典制御は「昔の制御」なので「古典」、現代制御は「最近の制御」なので「現代」という名前がついています。 両者を考える上で重要なのは、コンピュータの存在を前提としているかどうかです。古典制御は手計算を前提とした制御、現代制御はコンピュータ計算を前提とした制御、とイメージするとよいでしょう。

                • 学び
                • 2020/11/08 17:06
                • 片対数グラフ・両対数グラフとは?読み方・書き方・使い方を解説!

                  13 users

                  controlabo.com

                  対数グラフは、目盛りごとに値が倍々で増えていくグラフ値の大きなデータによって値の小さなデータがつぶれてしまうのを防げる様々なオーダー(桁数)のデータをざっくりと確認・比較したいときに便利 対数グラフ超概要対数グラフは倍々グラフだ!対数グラフは目盛りごとに値が倍々で増えていくグラフです。 最も使用頻度の高い常用対数グラフを例に説明します。普通の目盛りと対数目盛りを比較してみましょう。 普通の目盛りは一定距離ごとに数が10ずつ増えていますが、対数目盛りは一定距離ごとに数が10倍ずつ増えています。ちょうど目盛りを「一、十、百、千、万…」と読んでいくイメージですね。 対数グラフの種類対数目盛りがx軸・y軸のどちらかに付いているものを片対数グラフ、両方に付いているものを両対数グラフといいます。 対数軸は何だか目盛りが偏っていて、読み方がよく分かりませんね…。詳しい読み方は後で説明するので、今は細か

                  • テクノロジー
                  • 2020/02/26 06:03
                  • 数学
                  • 統計

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