クローズドループ制御

クローズドループ制御は、制御対象の出力をセンサで測定し、目標値との差である偏差を制御器へフィードバックして操作量を補正する方式です。閉ループ制御、フィードバック制御とも呼ばれます。

■ 試験で押さえるポイント

• 基本構成は目標値、比較部、制御器、制御対象、センサ、フィードバック経路です。一般的な負帰還では、出力が目標より低ければ増やし、高ければ減らす方向へ補正します。

• 外乱や対象特性の変化があっても偏差を減らせる一方、センサ誤差、測定遅延、制御周期、ゲイン設定の影響を受けます。測定できれば必ず正確になるわけではありません。

• 比例・積分・微分を組み合わせるPID制御では、比例は現在偏差、積分は偏差の累積、微分は変化傾向を使います。各要素の強さで速応性、定常偏差、振動が変わります。

• ゲインが大きすぎる、遅延が長いなどの条件では、オーバーシュート、振動、発散が起こり得ます。フィードバック制御では精度だけでなく安定性の確認が不可欠です。

■ 選択肢での判断ポイント

目標値と測定出力を比較し偏差で補正する構成を選びます。オープンループより外乱に強い一方、設計次第で不安定になる点も押さえます。

例: 室温22℃を目標に、温度センサが20℃なら暖房出力を増やし、23℃なら減らします。窓を開ける外乱があっても、低下した測定温度を使って再び補正します。