2自由度制御系

ボード線図に続いて、制御工学からの話題。
2自由度制御系というやつです。

色んなところで見かけるフィードバックというやつですが。
オペアンプの非反転増幅回路でも登場してますが。
必ずしも万能ではない。

そして、あまり使われないフィードフォワードにも利点はある。
・・・という話。

フィードバックの図です。
制御量yをぐるっと戻して、目標値rと比較するという構造です。

こんなに色々な利点があるので様々な所で使われています。

短所は「目標値応答」というやつ。
フィードバックでは、目標値を一回通り過ぎて元に戻ってくるという応答をします。
これに関してはフィードフォワードの勝利なのです。

これがフィードフォワードの構造。
目標値と同じものを出力するっていう当たり前の構造です。

でも、フィードフォワードだけでは使い物にならない。
外乱などの影響は避けられないからです。

そこで、フィードフォワードとフィードバックをフュージョンさせます。
一見フィードバックみたいな感じですが。
「制御量と目標値の差」ではなく、「制御量と目標値のそれぞれ」を扱うのがポイントです。

スタート地点はフィードフォワード。
外乱などがなければ、これだけでも良いのでした。

だから、外乱などが出てきた場合のみフィードバックを発動させます。

全体としてはこんな感じ。

フィードフォワードとフィードバックについては独立に定められます。
だから、二つが混ざって凄く複雑な計算をしなければならないかといえば、そうではない。

これが、制御工学の万能薬・・・なのかな?

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