制御システム(せいぎょしすてむ)
最終更新:2026/4/25
制御システムは、目標とする動作を達成するために、入力信号に基づいて出力信号を操作する仕組みである。
別名・同義語 自動制御オートメーション
ポイント
制御システムは、産業用ロボットから家庭用エアコンまで、幅広い分野で利用されており、自動化を実現する上で不可欠な技術である。
制御システムの概要
制御システムとは、あるシステムの状態を監視し、その状態を目標値に近づけるように操作する仕組みです。入力信号を受け取り、設定されたアルゴリズムに基づいて出力信号を生成し、対象システムを制御します。現代社会の様々な場面で利用されており、自動化、効率化、安全性向上に貢献しています。
制御システムの構成要素
制御システムは、主に以下の要素で構成されます。
- センサー: 対象システムの情報を計測し、電気信号に変換します。
- コントローラー: センサーからの情報に基づいて、制御信号を生成します。PID制御、モデル予測制御など、様々な制御アルゴリズムが用いられます。
- アクチュエーター: コントローラーからの制御信号を受け取り、対象システムに物理的な変化を与えます。モーター、バルブ、ヒーターなどが該当します。
- 対象システム: 制御されるシステムそのものです。
制御システムの分類
制御システムは、様々な基準で分類できます。
- 制御方式:
- オープンループ制御: 入力信号と出力信号のフィードバックがない制御方式です。単純で安価ですが、外乱の影響を受けやすいという欠点があります。
- クローズドループ制御 (フィードバック制御): 出力信号をセンサーで計測し、入力信号にフィードバックする制御方式です。外乱の影響を抑制し、高精度な制御が可能です。
- 制御対象:
- 連続系制御: 制御対象が連続的な変化をするシステムです。
- 離散系制御: 制御対象が離散的な変化をするシステムです。
- 制御の複雑さ:
- 単入力単出力 (SISO) 制御: 入力と出力がそれぞれ1つだけの制御システムです。
- 多入力多出力 (MIMO) 制御: 入力と出力が複数ある制御システムです。
制御システムの応用例
制御システムは、以下のような様々な分野で応用されています。