制御システム/はじめに

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制御とは編集

JIS(日本産業規格)の「JIS Z 8116:1994 自動制御用語」では、「制御」という語はある目的に適合するように、対象になっているものに所要の操作を加えることと定義されています。

制御とは、ある目的に適合するように、対象になっているものに所要の操作を加えることを指します。例えば、工場で製品を生産する際には、製品の品質や生産量を一定に保つために、機械やプロセスを制御することが必要です。また、自動車やロボットなどの機械にも、目的に合わせて適切な動きをさせるための制御が必要です。

制御の手段には、機械的なものから、電気・電子技術を使ったもの、コンピュータを用いたものまで様々あります。また、制御対象も機械だけでなく、生物や社会システムなど多岐にわたります。

工学の分野においては、制御工学と呼ばれる学問分野があり、制御に関する理論や技術の研究が行われています。制御工学では、制御対象を数学モデルとして表現し、それに対して制御則を設計することで、所望の動作を実現することを目指します。

制御理論と数学編集

制御と振動の数学

制御工学の応用範囲編集

制御工学の応用範囲は非常に広く、以下のような分野にわたります。

工業生産や製造プロセスの制御
ロボットや自動車、航空機などの制御
電力系統の安定制御
ネットワーク制御や通信制御
医療機器や医療プロセスの制御
環境制御や気象予報の制御
船舶や海洋構造物の制御
エネルギー制御や省エネルギー技術の開発
金融市場のモデリングや投資戦略の制御
社会システムの制御や政策決定の支援

これらの分野において、制御工学の理論や技術は重要な役割を果たしています。制御工学は、高度な数学や物理学の知識を応用し、システムのモデリングや解析、制御アルゴリズムの開発や評価、シミュレーションや実験などを行います。これにより、目的に応じた最適な制御を実現し、高い効率性や安全性、快適性などを実現します。