・コンピュータのアナログデータの 扱いについて ・制御

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1 ・コンピュータのアナログデータの 扱いについて ・制御
メカトロニクス　１／１２ ・コンピュータのアナログデータの 扱いについて ・制御 メカトロニクス　１／１２

2 図１６　フラッシュ型ＡＤコンバータ メカトロニクス　１／１２

3 図１７　２段型フラッシュ型ＡＤコンバータ メカトロニクス　１／１２

4 図１８　逐次比較型ＡＤコンバータ メカトロニクス　１／１２

5 図１９　逐次比較型ＡＤコンバータ メカトロニクス　１／１２

6 図２０　積分型ＡＤコンバータ メカトロニクス　１／１２

7 図２１　積分型ＡＤコンバータ メカトロニクス　１／１２

8 図２２　積分型ＡＤコンバータ メカトロニクス　１／１２

9 図２３　ΔΣ型ＡＤコンバータ メカトロニクス　１／１２

10 図２４　ΔΣ型ＡＤコンバータ メカトロニクス　１／１２

11 PWM制御 モータの速度制御をするため制御回路でモータにかかる電圧を変化させる。
流れる電流をiとするとi×Vc分の電力が熱として無駄に消費される。 制御回路 Vm Vc メカトロニクス　１／１２

12 このような回路でコントロール部での損失がないのはコントロール部の抵抗が０か∞の場合である。
そこで早い周期でon/offを繰り返し電圧を加える時間の比率を変化させることでモータの制御を行う方法がある。 このような方法をPWM(Pulse Width Modulation)制御と呼ぶ コントロール部 メカトロニクス　１／１２

13 下の図の回路で出力の比率を変えると右の図のように波形が変化し、モータの回転数やトルクの制御が行える。
(a)デューティー比　１０％ (b)デューティー比　５０％ (c)デューティー比　９０％ PWM 制御波形 PWM制御 メカトロニクス　１／１２

14 制御 メカトロニクス　１／１２

15 自動制御の起源 ワットの蒸気機関は動力の革命として知られているが、初めて自動制御を行った機械としても知られている。 メカトロニクス　１／１２

16 制御とは 機械系の構成要素 物質やエネルギーを目的に合うように操作することを「制御」と呼ぶ。 物質 エネルギー 情報
人間が制御の主体 手動制御 機械が制御の主体 自動制御 メカトロニクス　１／１２

17 制御系の構成 このように機構の状態をコントローラに情報として戻して目標とのずれを調べながら操作する方法をフィードバック制御と呼ぶ。
一般的な構成 メカトロニクス　１／１２

18 制御系の設計 以下の手順でメカトロニクス機器の制御系を設計する。 以上の手順で制御系が設計される。 目標設定 計画 手順設定 シーケンス制御
目標設定　　　　　計画 手順設定　　　　　シーケンス制御 指令を実行　　　　サーボ系（制御系） 以上の手順で制御系が設計される。 メカトロニクス　１／１２

19 制御系の設計 制御方法 システム同定、モデリング
要求される仕様（specification 略してスペックと呼ばれることも多い)から制御の方法を決定する。 システム同定、モデリング 制御を行うために制御対象がどのような特性をもっているかを調べる必要がある。 メカトロニクス　１／１２

20 シーケンス制御 処理の手順に沿って機械が一連の作業を順序良く進めていく制御 を制御する技術である。 手順の設定 各ステップの終了の確認
次のステップの開始 を制御する技術である。 メカトロニクス　１／１２

21 制御系の設計 制御方法 システム同定、モデリング 要求される仕様から制御の方法を決定する。
制御を行うために制御対象がどのような特性をもっているかを調べる必要がある。 メカトロニクス　１／１２

22 制御系の安定性の確認 設計された制御系を用いた場合に、フィードバックが適切でない場合に機器が振動したり、ある方向へ行ききってしまうなど異常な動作を起こすことがある。これは制御系が不安定なために起こる現象で、制御系にとって安定性の確認は必須の条件となる。 メカトロニクス　１／１２