セッティングポイント（制御システム） - 百科事典

サイバネティクスと制御理論において、セットポイント（SP；セットポイントとも）は、制御システムの重要な変数やプロセス値（PV）に対する望ましいまたは目標値であり、その変数の実際の測定値と異なることがあります。そのような変数がセットポイントから離れることは、自動制御用の負のフィードバックを用いたエラー制御調節の基本の一つです。セットポイントは、制御システムが調節を試みるどんな物理量やパラメータでもなることがあります。例えば、温度、圧力、流量、位置、速度、または他の測定可能な属性などです。

PID制御器の文脈では、セットポイントは制御プロセス変数の基準や目標を表します。実際のプロセス変数（PV）が連続的に比較される基準となります。PID制御器は、セットポイントとプロセス変数の現在の値の差を取ることでエラー信号を計算します。数学的には、このエラーは以下のように表されます：




e
(
t
)
=
S
P
−
P
V
(
t
)
,


{\displaystyle e(t)=SP-PV(t),}


ここで


e
(
t
)


{\displaystyle e(t)}

は、時刻


t


{\displaystyle t}

におけるエラーであり、


S
P


{\displaystyle SP}

はセットポイントであり、


P
V
(
t
)


{\displaystyle PV(t)}

は時刻


t


{\displaystyle t}

におけるプロセス変数です。

PID制御器は、このエラー信号を使って、安定性を維持しつつプロセス変数をセットポイントにできるだけ近くに調整する方法を決定します。

例
クルーズコントロール
SP-PVエラーは、システムを正常に戻すために使用できます。日常的な例として、道路車両のクルーズコントロールがあります；外部要因、例えば勾配が速度の変更（PV）を引き起こし、ドライバーも望ましいセットスピード（SP）を変更することがあります。自動制御アルゴリズムは、遅延やオーバーシュートなく、車のエンジンの出力を変更することで、実際の速度を望ましい速度に最適な方法で復元します。このようにして、SP-PVエラーはPVを制御し、SPに等しくすることを目的として用いられます。SP-PVエラーはPID制御器で古典的に使用されます。

工業応用
工学応用においては、特に注意を払う必要があります。工業システムでは、物理的またはプロセスの制約が決定されたセットポイントを制限する可能性があります。例えば、高温でより効率的に動作するリアクターは500°Cで評価されることがありますが、安全のために、リアクターの温度制御ループのセットポイントはこの限界よりも大幅に低くなることがあります。これにより、リアクターの効率は低下することになります。

参考事項
プロセス制御
比例-積分-微分制御器