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豆知识
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反馈控制
反馈控制是指,将控制对象的测量值与目标值进行比较,并确定控制量以消除二者差值的控制方式。以工厂的流量控制为例,其工作原理如下所示。
反馈控制的工作原理
该图显示了控制流量的过程,控制对象是流经管道的流体的量。流量通过安装在管道上的调节阀的开度进行调节,流量计测量其实际流量。测量值被输入到调节器中,根据与事先在调节器中设定的目标流量(目标值)的偏差,计算出为了与目标值一致所需的操作量(调节阀的开度),向调节阀发送开度指令。
- ① 使用流量计测量流经管道的流体的实际流量,将测量值输入到调节器。
- ② 由调节器根据测量值与目标值之间的偏差计算出操作量,并向调节阀输出开度指令。
- ③ 调节阀根据调节器的指令打开和关闭,调节流量。
- ④ 用流量计测量调节后的流量,并反馈给调节器。
像这样,反馈控制总是将实际流量反馈到调节器,并以此为基础重新调节操作量,调整调节阀的开度来控制流量,持续循环反复进行这一连串的动作,因此也被称为“闭环控制”。
然而,在一定条件下也未必能控制,例如,即使阀门开度相同,如果管道内的压力发生变化,流量也会随之改变等。这种与操作对象(阀门开度)不同的影响因素称为“干扰”。反馈控制的最大优点在于,干扰的影响也被作为测量值反映到控制中,因此如果适当调整,可以准确地与目标值保持一致,并且具有高精度。因此,它的应用领域非常广泛,从需要恒定温度管理的食品加工工序的控制,到空调机的温度控制。
主编:东京理科大学 创域理工学部 教授 野口 昭治先生