シミュレーションで学ぶ自動制御技術の基礎と活用事例〜1人1台ＰＣ実習・ソフト付〜

講師の言葉

自動制御はFB(Feed Back)制御とFF(Feed Forward)制御で構成されています。その中でFB制御としては、PID(P：Proportional、比例、I： Integral、積分、D：Derivative、微分)制御が圧倒的に多用されています。生まれたままの「理想PID制御」はそのまま適用すると支障が出 るため、実用に耐えるように工夫した各種の実用PID制御、つまり実用偏差PID制御、測定値微分先行形PID制御(PI−D制御)および測定値比 例微分先行形PID制御(I−PD制御)について説明し、更に高度化した「２自由度PID制御」を含めて現存するPID制御の全貌を体系的に説明します。
　その上で、連続系からどのようにディジタル化するかを説明し、各種ディジタルPID制御演算式を導き、ディジタル化に伴う問題点、 留意点などを詳しく説明し、制御上のニーズや制御対象の特性に適合するようにディジタルPID制御アルゴリズムを加工、変形して応用でき るレベルに達することを目標と説明します。
　完璧に見えるFB制御は目標値と実測値の差、つまり制御偏差eをゼロにするように作動するため 、制御偏差eが発生しないと、制御動作を開始しません。このため、制御系に必ず入ってくる外乱D(Disturbance)の影響を必ず受けるという 「原理的限界」を持っています。この原理的限界をブレークスルーするのが、FF制御です。FF制御とは外乱Dを測定して、外乱が実測値に影 響を与える前に、先回りして外乱Dの影響を抑制する予測先行制御を意味しています。戦法に例えると、FB制御は「専守防衛型」で、FF制御 は「先行情報活用待ち伏せ型」ということになります。
　講師は長い制御技術の開発および応用の経験から「FB(PID)制御とFF制御を正しく駆使すれば、他の制御技術は不要といっても過言ではない 」という体験的持論を持っています。
　このことは、言い換えると「PID制御とFF制御を制御上のニーズや制御対象特性に適合するように、変 形・加工・組み合わせをすれば、要求を満たす高度な制御性能を実現できる」ということです。
　本講座では、この持論を理解し、実感できるように説明を展開し、シミュレーション実習や質疑応答によって、さらに理解を深めるように進めます。

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