オンオフ制御とヒステリシス
サーモスタット。ヒステリシス幅でチャタリングと温度の振れ幅が変わる。
24.0℃
2.0℃
5℃
10.0
ヒータ状態：
ON
現在温度 T
—
スイッチ回数 / 分
—
温度振幅（peak-to-peak）
—
ヒータ稼働率（直近）
—
温度 T(t)
目標温度
不感帯（目標 ± h/2）
ヒータ ON 区間
外気温 Tamb
サーモスタットは「オンオフ制御（バンバン制御）」の代表例です。温度
ヒータは T < 目標 − h/2 で ON、T > 目標 + h/2 で OFF に切り替わります。この ON/OFF のしきい値の差 h（ヒステリシス幅）が不感帯（青い帯）です。
スライダーで h を変え、青い帯の中で温度がノコギリ状に往復する様子と、スイッチ回数・振れ幅がどう変わるかを見てください。
T はヒータで上がり、外気へ放熱して下がります：dT/dt = (ヒータON? P : 0) − k·(T − Tamb)。ヒータは T < 目標 − h/2 で ON、T > 目標 + h/2 で OFF に切り替わります。この ON/OFF のしきい値の差 h（ヒステリシス幅）が不感帯（青い帯）です。
スライダーで h を変え、青い帯の中で温度がノコギリ状に往復する様子と、スイッチ回数・振れ幅がどう変わるかを見てください。
いま何が起きている？
ここがポイント
- ヒステリシスはトレードオフ ── 幅 h を広げると単位時間あたりのスイッチ回数（チャタリング）は減るが、温度の振れ幅は大きくなる。
- h を狭めると目標に張り付くが、リレーが激しく動く ── h→0 では理論上無限回スイッチし、接点摩耗や騒音の原因になる。だから現実の機器はわざと不感帯を入れる。
- オンオフ制御は定値に静止しない ── ヒータは全開か停止の 2 値だけ。目標温度ちょうどで止まれず、不感帯の中をノコギリ波で往復し続ける（リミットサイクル）。
- 稼働率は熱負荷で決まる ── 外気が寒い／出力 P が小さいほど ON 時間が長く、平均温度や周期が変わる。連続値で滑らかに止めたいなら次は PID 制御へ。