制御システムは、自動化と工学の基本的な要素です。これらは、開ループシステムと閉ループ システムに大別されます。これらの分類は、フィードバック機構の有無によって決まり、システムのパフォーマンス、複雑さ、およびアプリケーションに大きく影響します。
開ループ制御システムは、出力からのフィードバックなしで動作します。これは、コントローラーと制御対象プロセスという 2 つの主要な要素で構成されます。コントローラーは入力信号を受信し、プロセスを操作して目的の結果を実現します。重要なのは、開ループシステムは出力とは独立して機能するため、システムのパフォーマンスに基づいて自動的に修正されないことです。開ループシステムの一般的な例としては、事前に定義された時間サイクルで動作する洗濯機があります。衣類の清潔さに基づいて動作を調整しないため、フィードバックがないことがわかります。開ループシステムは、出力の正確な測定が非現実的または経済的に実現不可能なシナリオで有利です。開ループシステムは、その単純な構造により、通常、設計と保守がシンプルで低コストです。
対照的に、閉ループまたはフィードバック制御システムには、出力を継続的に監視し、それに応じて入力を調整して、目的のパフォーマンスを維持する 1 つ以上のフィードバックループが組み込まれています。この構成により、精度と応答性が大幅に向上します。たとえば、自動車エンジンで使用される閉ループのアイドリング速度制御システムでは、システムはアイドリング速度を常に監視し、それを目的の速度と比較します。不一致が検出されると、システムはスロットル角度を調整して速度を修正します。このフィードバック機構により、システムは外乱から迅速に回復し、プリセット値を維持できるため、一貫したパフォーマンスが保証されます。
閉ループシステムは、優れた精度と外乱への対応能力を備えていますが、本質的に複雑です。監視とフィードバックのために追加の要素が必要になり、設計の複雑さ、コスト、電力消費が増加します。開ループシステムと閉ループシステムのどちらを選択するかは、精度の必要性、出力測定の実現可能性、経済的な考慮事項など、アプリケーションの特定の要件によって異なります。
章から 20:
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20.3 : 開ループ制御システムと閉ループ制御システム
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20.1 : 制御システム
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20.2 : 制御システムのアプリケーション
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20.4 : フィードバックの効果
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20.5 : フィードバック制御システム
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