大学で以下のようなレポート課題が出されてのですが、アクチュエータというのがさっぱりよく分かっていません。また、フィードバック系制御とうのもなんとなくわかりません。どなたか教えてください。それか、参考になる理系学生でなくてもわかりやすい本があったら紹介してください。

「人間が介在しないフィードバック制御系の例をセンサー、アクチュエータを具体的に示して、3つあげて説明しなさい。」

よろしくお願いします。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (6件)

 おお!以前から気になっていたんですがseilorさんはエンジン屋さんですか。

ワタシは操安・乗心地研究がメインのナンデモ屋です。
 などとゆぅのは余談ですが、とゆぅワケで、サスペンションの自動制御を御参考までに。

★アクティブサスペンション

 自動車、に限らず電車でも戦車でも、陸上を走る乗物で究極のサスペンションと言ったらアクティブサスです。
 本来これは走行条件や操舵条件などを考慮したさまざまな自動制御が組み合わさっていますが、そのうちの姿勢制御の一部に関してご説明致しましょう。
 姿勢制御とは、クルマがどのような状態でも常にバネ上(車体)を水平に保つ制御です。
 まずセンサは各輪の車高センサです。これはバネ下(タイヤ)とバネ上の距離を測っているモノで、単なる直動ポテンショ(長さによって電気抵抗が変わる、ボリュームポットみたいなモノ)でOKです。
 そしてアクチュエータは、各輪のバネに相当する部分に取りつけます。自動車の場合は油圧で動くモノが多いので、その構造は注射器に似ています。油を入れると伸び、抜くと縮みます。

 さてこのクルマが走り出したとしましょう。まず加速では、普通のサスペンションでは車体後部が沈み車体前部が持ちあがりますね。この時車高センサが後輪で縮み方向の、前輪で伸び方向の信号を出します(これがフィードバック)。すると後のアクチュエータをツッパらせる為に油を送りこみ、一方前輪は縮める為に油を抜きます。この油の出し入れは、運転手の意思などお構いナシに車高センサが水平の信号を出すまで続けられ(クローズドループ制御)、水平信号が出たら油の出し入れを止めます。これで姿勢を水平に保ちます。
 カーブを曲がる場合も同様です。カーブでは外側に車体が傾くので、カーブ外側のサスペンションが縮み内側のサスペンションが伸びます。ここでも油を出し入れして、車高を水平に保ちます。
 そして、制動する時は加速の時と逆に油を出し入れすればOKです。

 勿論このままではヤミクモにツッパったサスペンションになってしまい乗心地もナニもあったモノではありません。
 実際の製品ではロードセルとゆぅセンサで各輪荷重や加速度計で加減速や旋回の状態を取ったり、ハンドル操舵角を測って予測制御をカマせたり、或いは特定周波数以上の動き(路面のデコボコなど)は制御しないなどの条件付けをしたりします。
    • good
    • 4

アクチュエーターとは油圧・空気圧・電力などのエネルギーを往復運動、回転運動などの運動に変換するものを総称してさします。

例えば建設機械などに使用される油圧シリンダーや工場などの生産ラインで多用されている空圧シリンダーやエアモーターなどもアクチュエーターです。もっと広義に解釈するのであれば、いまや家中にあふれ返っているモーターもアクチュエーターと言えるでしょう。

フィードバック制御をごく簡単に言えば、ある目標値を設定し、アクチュエーターに動力を加え、目標値と現在の状況を比較し、目標値と異なれば補正すると言う動作を繰り返すことにより、当初の目標値を達成するように構成された制御方法で非常に多く利用されています。

実例としてエンジンの回転数制御(専門がそちらの分野なので)を(ただしごく簡単に)あげます。

1) 電子制御式自動車用エンジンのアイドル回転数制御
エンジンを始動するとイニシャルとして指定された位置までスロットル(アクセルペダルと連動しない別の系統)が開きます。エンジン温度により決められたアイドル回転数と現在のエンジンの回転数を比較し、定められた値より高ければスロットルを閉じる方向に、低ければ開く方向に規定値だけ変更します。エンジン温度を計測し規定回転数を求めます。規定回転数と現在の回転数を比較し、必要なら再度補正します。この繰り返しでエンジン温度に見合う最適な回転数で安定した運転を実現しています。ここでの使用されるセンサーは温度センサー及び回転センサー、アクチュエーターとしてはスロットルバルブと言うことになります。ただし実際の制御では、外部からの負荷の有無や、排気ガス中の酸素濃度などによる多数の情報で規定値を算出しています。
    • good
    • 2

actuatorは電動、油圧、空気圧に限らず、なんでもアリですけど、受動的なもの(バネとか)は含みません。



sensorは分かりますね。

そういう講義をとっているンなら、制御工学の本一冊ぐらい、持っていても良いのでは。本屋に行って易しそうなのを選ぶのもよし、先生に相談して推薦して貰うのも良し。最初の50ページまでにたっぷり例が載ってます。
    • good
    • 1

アクチュエータ【actuator】はデイリー新語辞典(goo)によると、


油圧や電動モーターによって,エネルギーを並進または回転運動に変換する駆動装置。
とあります。
別にモータに限らず、シリンダなど動きの発生源をアクチュエータと呼びます。

具体例はいろいろ考えられますねぇ。せっかくの課題ですから答えでなくてヒントを。
アクチュエータは使われてないのですが、電気ポットの温度制御なんかは人間が介在しない制御系です。設定した温度よりも下がれば、お湯を沸かして、設定温度以上になれば沸かすのをやめます。温度を測定し、それをフィードバックして、制御しています。このヒーターをアクチュエータに代えて、何か考えれば装置を考えればいいのです。
モータならばいろんなことができますね。タイヤを回したり、任意の角度で止めてみたり・・・。

がんばって。(^_^)/~
    • good
    • 2

私の趣味の電気関係では、「アクチュエーター」というのは、一般に、動きを感知するスイッチ、あるいは、そのスイッチまで動きを伝える仕掛けをいいます。


一例を上げると、スイッチになが~い棒が付いていて、その棒に触れて、棒が少しでも押されるとスイッチが入るとか切れるというようなのが多いです。

以上、私の知っている範囲で・・・
    • good
    • 1

オススメの本は以下の通り。


わかりやすいです。恩師の本です(^^;

制御工学入門 
黒須 茂 著    
パワー社
1985年 01月 出版
単行本
ISBN:4827712379
\2800
    • good
    • 1

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q伸縮するアクチュエータ

伸縮するアクチュエータを探していて,積層型圧電アクチュエータというものがあると知りました.しかし,この変位は最大でも数十μmとかいてありました.
そこで質問なのですが,数センチくらいの範囲で伸縮をするアクチュエータはありますか?
また,そのようなものがあるとしたらどのくらいの負荷を動かせるのでしょうか?

Aベストアンサー

圧電素子(PZT)でストロークが足らないなら
ボイスコイルモータ(VCM)はどうでしょうか?
参考まで。

参考URL:http://www.smac-mca.co.jp/linear.php

Qシーケンス制御とフィードバック制御の違い

シーケンス制御とフィードバック制御の違いについて教えてください

Aベストアンサー

いざ言葉で表現するのは大変ですが、シーケンス制御で制御できなかったヒステリスをカバーするのがフィードバック制御と判断しています。
詳しくは下記↓を参照してください。

参考URL:http://www.saginomiya.co.jp/products/jidou/jidou.html

Qアクチュエータの目標性能について

こんにちは。

あるアクチュエータを持ちいて、定位置制御を行おうと思っています。
その際、このアクチュエータの目標性能を考えているのですが、
いまいちうまく考えがまとまりません。
アドバイスをお願いします。

【仕様】
1mm範囲ないの位置で目標値が設定され、
スタート位置(0mm位置)から
どの目標位置でも1sec内に到達し、ずれがないこと

この場合の必要周波数応答性能【ゲインと位相】

Aベストアンサー

ずれがないこと、というのはどういうことでしょう?やはり、誤差は特定すべきだと思います。1マイクロンなのか、0.1マイクロンなのかなど。回転数に対して、進む距離を少なくすれば距離の誤差は少なくなると思いますが、そのぶん到達するのが遅くなりそうです。

Qフィードバック制御系に単位ステップ入力が加わった時の出力

R(s)+→○→[G]―●→C(s)
    -↑     | 
      ̄ ̄[H] ̄
上のフィードバック制御系で
G=K/{s(s+2)}、H=1/(Ts+1)で
T=0,K=1の時、目標値R(s)として単位ステップ入力u(t)が加わった時の出力c(s)の実時間応答(インディシャル応答)c(t)を求めよ。

という問題があるのですが 単位ステップ入力u(t)というのが何処にどのように加わるものなのかがよくわからないので教えてください。

Aベストアンサー

ymmasayanです。

>R(s)をR(s)+u(t)にすればいいということですか?

そのとおりです。参考URLもご覧ください。(ステップ応答)

参考URL:http://www.rkcinst.co.jp/ondo/ondo-j2.htm

Qアクチュエータ

モータ以外のアクチュエータにはどのようなものがありますか?
油圧シリンダ、空気圧シリンダ以外でお願いします。

Aベストアンサー

モーターはアクチュエータではありません。回転運動を「連続」して発生させているからです。

電磁石を使ったソレノイドアクチュエータ、モーターの回転を直線運動に変えるリニアアクチュエータ、形状記憶合金に熱を加えて人工筋肉にしたりとかもあります。

Q複素平面の偏角(フィードバック制御-根軌跡)

フィードバック制御に関する図書で、根軌跡の性質について証明があったのですが、位相条件を求めるところで理解できない部分がありました。
質問したい部分を要約しますと

伝達関数G(s)
G(s)={(s-z1)(s-z2)…(s-zm)}/{(s-p1)(s-p2)…(s-pn)} (n≧m)
s:(根軌跡上の)複素数
z:零点
p:極

G(s)の偏角を取ると
arg(G(s))=Σarg(s-zi)-Σarg(s-pi)   (i=1~m)

と書いてあるのですが、なぜ偏角がこのように求められるのかが、理解できずに詰まってしまいました。
どなたかわかる方、助言をお願いします。

Aベストアンサー

複素数の積は極座標で表すと、A∠a*B∠b=(A*B)∠(a+b) です。
このように、複素数の積の偏角は元の偏角の和(商のときは差)なので、G(s)の偏角はそれぞれの偏角の和で表せます。

Q一般的にアクチュエータと呼ばれているものはどうして電圧制御が多いのでし

一般的にアクチュエータと呼ばれているものはどうして電圧制御が多いのでしょうか?
電流制御であると問題があるのですか?それとも一般的な電源が電圧のため,電圧制御になっているのですか?

Aベストアンサー

用語の定義ですが
「ポテンショガルバノスタット」とは↓でしょうか?
http://www.hokuto-denko.co.jp/pages/prod21/prod21-ha.html

このガルバノスタットを使用すると言う事から
本件の「アクチュエータ」とは↓
http://www.ceratech.co.jp/product/01_04_01.html
http://konicaminolta.jp/about/research/core_technology/picture/antiblur.html
http://www.eamex.co.jp/denshi_hp/Ja.htm
こう言うものを定義してるのであって

↓は含まれないのですよね
http://www.iai-robot.co.jp/
http://www.orientalmotor.co.jp/products/ls/index.html
http://ww1.koganei.co.jp/jp/products/actuator/index.html

恐らくANo.1さんは含まれない方のみで回答されていらっしゃるようですね
それも致し方ない事ですが
憶測に過ぎませんがガルバノスタットを使う方のアクチュエータは
恐らく市場的規模には1%に満たないと思う
しかもそのほとんどは大学の研究室レベルでの用途と思う
産業界で使われる事はほとんど無くせいぜいカメラの自動焦点機能くらいかな?

用語の定義ですが
「ポテンショガルバノスタット」とは↓でしょうか?
http://www.hokuto-denko.co.jp/pages/prod21/prod21-ha.html

このガルバノスタットを使用すると言う事から
本件の「アクチュエータ」とは↓
http://www.ceratech.co.jp/product/01_04_01.html
http://konicaminolta.jp/about/research/core_technology/picture/antiblur.html
http://www.eamex.co.jp/denshi_hp/Ja.htm
こう言うものを定義してるのであって

↓は含まれないのですよね
http://www.iai-robot.co.jp/
http://www.orientalmotor.co...続きを読む

Qセンサー(光電センサー)を使って

素人の質問ですいません。センサーを使い、FAXの用紙が届いた時に、パトライト等で知らせる事が出来るようにしたいと思っています。その場合、どのような部品を使い、どのように配線設計すればよいか、出来るだけ詳しく教えて頂けないでしょうか?できれば、図面があれば幸いです・・・。

Aベストアンサー

部品は光電管・パトライト・端子台・ブレーカー・電源スイッチ・組み込み用の箱・電線・圧着端子・プラグつきACコード こんなもんでしょうか。
汎用的な回路図はWEB上には無いです。
上記の場合、紙が出てきたときにセンサーがONするとして、その解除方法が無いです。
紙を取り除くまでセンサーONです。
とりあえず光電管AC100V駆動でリレー内臓のNX5が使いやすいかと思います。
NX5の出力はリレー接点ですからパトライトを直接ON/OFFできます。

参考URL:http://www.sunx.co.jp/japanese/products/new_product/03photoelectric-sens/index.html

Q超音波アクチュエータについて

超音波アクチュエータとは超音波モータ以外のことも示しているのでしょうか?自分ではモータ以外はおもいつかないのですが、そういった分類みたいのがあれば教えていただきたいです。お願いします。

Aベストアンサー

私の個人的な考えでは、

超音波アクチュエータとは、超音波をエネルギーとして動作する機構のこと。
超音波モータとは、電圧をエネルギーとして圧力を発生する機構(圧電素子)を利用したモータの一種のこと。

超音波アクチュエータは一般的にはマイクロマシンなどでエネルギーを外部から供給する必要がある場合に、超音波をマイクロマシンに照射し、マイクロマシン内の機構にて動力に変換する。この機構を超音波アクチュエータと言う。

圧電素子(ピエゾ素子)は、先にも記したように電圧により素子が変形する。電圧と変形量の直線性が良いが、大変形させられないのが難点、圧力(駆動力)は大きい。
一般的には微小な位置決め装置の一部に使われたりすることが多い。たとえば、機械の大雑把な位置決めはボールネジで行い、微小な位置決めをピエゾで行う。
大型の凹面鏡の裏側に多数のピエゾを配し、微小な球面補正を行う使い方もある。
超音波モータは、簡単に言えば、ピエゾ素子を櫛歯のように一列に並べ、それぞれの歯先を円運動させ、櫛歯自体をムカデの脚のように動かすことで、そこに接触させた物を動かす。櫛歯が円状に並ぶことで回転モータとなる。簡単な機構で回転トルクが大きいが、ピエゾとの接触面の磨耗対策に特殊な技術が必要で難しい。この超音波モータの基本特許の多くはCANONが取得していたと記憶しています。

私の個人的な考えでは、

超音波アクチュエータとは、超音波をエネルギーとして動作する機構のこと。
超音波モータとは、電圧をエネルギーとして圧力を発生する機構(圧電素子)を利用したモータの一種のこと。

超音波アクチュエータは一般的にはマイクロマシンなどでエネルギーを外部から供給する必要がある場合に、超音波をマイクロマシンに照射し、マイクロマシン内の機構にて動力に変換する。この機構を超音波アクチュエータと言う。

圧電素子(ピエゾ素子)は、先にも記したように電圧により素子が...続きを読む

Q鋼の脱炭・介在物・結晶粒度を説明するには?

今度、鋼の知識がほぼ無い新人が1日研修に来る事になり、鋼の脱炭・介在物・結晶粒度を説明する事になりました。
淡々と説明しても分かって貰えないと思いますので、ざっくりと大ざっぱな説明をしようと思います。
例えば、介在物ならカレーなどを作る時に出る灰汁みたいな物だ。みたいな…。この説明では、かなりかけ離れていると思いますが、ぼんや~りとしたイメージだけでも浮かべば良いレベルなのです。
どのような説明をすれば、イメージだけでもつくのか、教えてもらえれば助かります。

Aベストアンサー

>介在物ならカレーなどを作る時に出る灰汁みたいな物だ

何を言っているのか全く分かりません。ほろーし切れるのですか。それができなければ混乱させるだけです。

鋼の脱炭:鋼は大雑把にいうと鉄の炭素が溶け込んでいる状態である。炭素の量が多いと固くなり強くなるが、困ったことに脆くなってしまう。ちょうどいい点を探すために、炭素の量をコントロールする必要がある。



介在物・結晶粒度:これは顕微鏡写真を見せて説明すべきです。

介在物はそれを起点として破損することがあるのでなくしたい。

結晶粒度:結晶粒が細かいほど強度があり、靱性も高くなる。


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング

おすすめ情報