Engineering)についての情報を紹介します。22:07前回の記事では、世の中にあふれている動的システムと、制御方法の種類について紹介しました。動的システムの制御の基本を学ぼう:制御工学入門ロボットや工作機械などの動的システムを思い通りに動かすためには、制御工学という授業で学ぶ知識が必要となります。01:35また、今回のシリーズでは、閉ループ・フィードバック制御に注目して、動的システムの制御を行うことを紹介しました。今回の記事では、このフィードバック制御の重要性について説明していきたいと思います。Control)は、制御工学においてとても重要です。Control)よりも優れていると言われています。フィードバック制御がオープンループ制御より優れているかを説明するために、システムの不確実性(Uncertainty)不安定性(Instability)外的要因(Disturbance)効率性(Efficiency)の4点について説明していきます。十分に考慮して制御対象をモデル化した場合でも、システムには不確実性(Uncertainty)が含まれます。倒立振子を制御する場合において棒振り子長さが1cmだけ長い重さが100gだけ重い風が吹いている等です。このような不確実性が存在する場合では、オープンループ制御のような事前に計画された入力軌跡を用いた方法では、システムの出力は最適ではなくなります。一方で、フィードバック制御では、システムの状態を観測します。その情報をもとに入力する制御信号の調整をすることが出来ます。その結果、制御対象のモデルが完全でない場合でもシステムを思い通りにコントロールすることが出来ます。動的システムを制御する際には、システムに不安定性(Instability)があると、十分に制御することが出来ません。システム自体を変更して安定性を持たせることは基本的に難しく、現実的でない場面が多いです。そこで、フィードバック制御を用いることで、動的システムの特性を直接的に変化させることが出来ます。詳しくは、後のセクションで説明したいと思います。外的要因どんなに完璧に制御対象の動的システムをモデル化しても、外的要因(Disturbance)が存在すると思った通りにコントロールできなくなります。倒立振子を安定に制御している場合でも、突風が吹くことで棒振り子が急に傾き、システムが不安定になります。このような外的要因を100%予測することは、とても難しい問題です。そこで、フィードバック制御を用いて、出力信号の様子から外的要因による影響を求めて制御信号の調整することで、システムを思い通りにコントロールすることを可能にします。制御システムが効率性(Efficiency)であることは、とても重要です。効率的でないシステムを制御する際には、必要以上のエネルギーを使うことになり、制御に対する様々なコストが高くなります。フィードバック制御を用いることで、設計可能となる制御器の幅が広くなります。言い換えると、効率的な制御を可能とするコントローラーの設計が出来るようになります。その結果、必要なエネルギー量は減り、制御システムが効率性を持つことになります。これら4つの点について、閉ループ・フィードバック制御は利点を持っています。付け加えると、開ループ・オープンループ制御はすべて満たしていません。システムの動的性質を変えるでは、先ほどの不安定性のセクションで紹介した、フィードバック制御を用いることで、動的システムの特性を直接的に変化できるという意味を説明していきたいと思います。