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コントロール(制御)の本と超音波のプログラミング

 ここ数日当地の暑い日が続いています。そんな中、まとまった時間を使ってプログラミングに没頭しています。

 途中で気づいたことをブログに書いているのですが、自分だけの狭い考えを破ってくれるヒントをいただけることがあります。AGC(Automatic Gain Control)について書いた記事にいただいた「めぐめぐ」さんのコメントから、ふと思うことがありました。

 『エミュレータだと,増幅直線性の心配はなさそうですが,実機だと,アナログ的なところを考えたうえで,プログラミングするのが,楽しいところかもしれません。』

 コメントの返信にも書きましたが、実機でのAGC80は、私の記事のように一発計算で処理するコントロールではありません。直感的にはいかにもアナログ的だなぁ、という動きをしています。

 コントロールとは「制御」のこと、制御といえばKADOTAさんが最近出した「トコトンやさしい 制御の本」があったなぁ・・・・。

Ca3g0380_2

 この本は購入していましたが、私が読む前に息子にとられていました。息子は、この夏インターシップで某所に出かけて、オペアンプの勉強をしてしてきたようです。レポートを書く際にとても参考になったといっていました。

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 息子から取り返して読んでみました。制御の本というと、最初から子難しい数式が並んでいるのが普通ですが、この本は制御の考え方と機械やセンサとの結びつきに重点が置かれています。機械工学や機械要素に関する著作があるKADOTAさんならではの本だと思います。制御を仕事としてやるわけではないけれど、制御についても知りたいという私にはうってつけの本です。 

Ca3g0381

 たとえばこのページを見ると、実機でのAGC80でやっていることは「フィードバック制御」というのだということがわかります。目標値(エコー高さ80%)と現在値との差を確認して差を縮める操作をする→操作の結果を確認して再度調整をする・・・この繰り返しです。このこと自体は、日常生活でも良くやっていることで、考え方として難しいわけではありません。今度からは「フィードバック制御」という言葉を使って説明できそうです。

 制御を早く正確に行う工夫が様々に行われていることがわかります。PID制御も、この本でとりあえず考え方はわかった気がします。 

Ca3g0382

 このあたりを読んでいて、ひらめくものがありました。早速プログラミングのコードを変更してみました。効果抜群、従来目標値に達するのに1秒近くかかっていたのが、計測不能=「瞬く間」に変わりました。AGC80ではない、別のコントロール箇所です。

 一人でやっているプログラミングですから、もちろん自分の知力と体力をつぎ込んでやるのですが、周りを見渡すちょっとした余裕が壁を越えるきっかけになることがあります。今回はブログと「トコトン」本の効用ということで・・・。

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コメント

こんにちは。ご紹介いただきありがとうございます。
フィードバック制御はいろいろと種類があるようですが、その代表的なPID制御は数式で書いてしまえば、わずか一行、プログラムにしても数行だけで、それほど難しいものではありません。ということを書きたかったのですが、少しでもお役に立てれば嬉しいです。

投稿: KADOTA | 2011年8月11日 (木) 11時22分

PID制御という用語は、聞いたことがありましたが、なんだか難しそうで、まあいいや、という感じでした。この本を読んで考え方がわかりましたので、あとは応用問題でした。どういうやり方が良いかの試行錯誤と、プログラム上のちょっとした引っ掛かりが出てその解決をしなければなりませんでしたから、3時間ほどかかりましたが、今後も応用が利きそうです。

投稿: SUBAL | 2011年8月11日 (木) 11時39分

SUBALさん、こんにちは。私も制御の本、欲しくなってしまいました。何かと機械制御と関連が強い職場ですので、それらしい本は一冊持っているのですが悲しいことに例のごとく計算式が私の読む意欲を阻んでいます。
オペアンプの勉強、羨ましいです。会社で三日間くらいそれだけを缶詰になって講習してくれる企画とかあったら良いのにと思います。絶対ありえませんが。

投稿: ニコニコ | 2011年8月11日 (木) 12時34分

 この本は良いと思いますよ。

 数式は、現象を説明する簡潔な記述方法ですから、それだけで、実用上は事足りるということがあります。
 数式を読むためには、数学的な素養だけではなく、式の物理的意味や、その式が成立するために設定している仮定だとか、適用範囲を知らなければなりません。数式羅列の本には、それらに無頓着なものが時々あって困ります。「トコトンシリーズ」の本には、そこのところのわかりにくさをやさしく解説するものが多くあります(そうでないものも若干ありますが・・・)。
 息子のオペアンプの勉強は5日間でしたが、私もついていきたかったですね。

投稿: SUBAL | 2011年8月11日 (木) 14時04分

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