Scilabで学ぶ システム制御の基礎

フリーソフトのScilabを使ってシステム制御を理解できる!

このような方におすすめ

・高専、大学学部、大学院、専門学校の学生(教科書・参考書・自習書として)
・上記学校の教員
・制御関連の初級技術者
  • 著者東京工科大学 橋本 洋志 工学院大学 石井 千春 大阪工業大学 小林 裕之 東京工科大学 大山 恭弘 共著
  • 定価3,456 (本体3,200 円+税)
  • B5変 296頁 2007/04発行
  • ISBN978-4-274-20388-6
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  • 概要
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 「制御工学」は数学的な知識を前提に解説されるが、現場では数値解析ソフトを使って設計がなされる場合が多い。

 本書は、フリーソフトであるが入門には十分な機能があるScilabでの演習を通じて「制御工学」を実感し、必要な知識を身に付けられることを目的としたテキストで、豊富な例題により自習書としても役立つ。

https://www.ohmsha.co.jp/book/9784274203886/
第1章 はじめに
第2章 Scilab入門
第3章 システム制御に必要な数学
第4章 伝達関数とブロック線図
第5章 時間応答
第6章 周波数応答
第7章 フィードバック系の安定性
第8章 PID制御
第9章 状態方程式の構造と性質
第10章 状態フィードバックとオブザーバ
第11章 最適制御
第12章 ディジタル制御
第13章 アドバンスト制御
第1章 はじめに
 1.1 本書の特徴
 1.2 システム制御とは
 1.3 フィードバックとは
 1.4 古典制御と現代制御
 1.5 システム制御屋の心構え

第2章 Scilab入門
 2.1 Scilabとは
 2.2 起動、終了とメインウィンドウ
 2.3 まず計算しよう
 2.4 特別な定数と有用なコマンド
 2.5 行列、ベクトル操作
 2.6 多項式の定義
 2.7 Scipadエディタの使用
 2.8 2Dグラフ
 2.9 プログラミング
 2.10 ヘルプとデモ
 2.11 インストール

第3章 システム制御に必要な数学
 3.1 複素数
 3.2 ラプラス変換
 3.3 ラプラス逆変換の解法
 3.4 行 列
  3.4.1 行列の定義
  3.4.2 行列の加算と乗算
  3.4.3 行列式
  3.4.4 逆行列
  3.4.5 転置行列
  3.4.6 ベクトルの線形独立性
  3.4.7行列のランク
  3.4.8 固有値と固有ベクトル
  3.4.9 トレース
  3.4.10 正定性
  3.4.11 ノルム
  3.4.12 行列、ベクトルに関するScilabコマンド
 3.5 数学記号・用語の解説

第4章 伝達関数とブロック線図
 4.1 伝達関数とは
 4.2 電気-機械系の伝達関数
 4.3 伝達関数の基本要素
 4.4 ブロック線図

第5章 時間応答
 5.1 システムの時間応答
 5.2 1次, 2次遅れ要素の時間応答
  5.2.1 1次遅れ要素
  5.2.2 2次遅れ要素
 5.3 極・零点と時間応答の関係
  5.3.1 極の位置が関係する安定性と応答波形
  5.3.2 2次遅れ要素の極と時間応答
  5.3.3 いくつかの例

第6章 周波数応答
 6.1 周波数・位相とは?
  6.1.1 ドレミ音を聞いて周波数を知る
  6.1.2 位相とは
 6.2 伝達関数のゲインと位相
 6.3 ベクトル軌跡
  6.3.1 微分要素と積分要素
  6.3.2 むだ時間要素
  6.3.3 1次遅れ要素
  6.3.4 2次遅れ要素
  6.3.5 位相進み要素と位相遅れ要素
 6.4 ボード線図
  6.4.1 ボード線図の描き方
  6.4.2 非最小位相系のボード線図
  6.4.3 実験によるボード線図の求め方

第7章 フィードバック系の安定性
 7.1 システムの安定性とは
 7.2 安定と漸近安定
 7.3 ラウスの安定判別法
 7.4 ナイキストの安定判別法
 7.5 安定余裕の評価
  7.5.1 ナイキスト線図を用いた安定余裕の評価
  7.5.2 ボード線図を用いた安定余裕の評価

第8章 PID制御
 8.1 フィードバック制御系の目的と評価
 8.2 PID制御系の構成
 8.3 PID動作の性質
  8.3.1 P制御
  8.3.2 PI制御
  8.3.3 PD制御
 8.4 PID制御の調整法
  8.4.1 限界感度法
  8.4.2 ステップ応答法
  8.4.3 CHR法
 8.5 様々なPID制御法
  8.5.1 不完全微分
  8.5.2 ディジタルPID制御
  8.5.3 PI-D制御法
  8.5.4 I-PD制御法

第9章 状態方程式の構造と性質
 9.1 状態方程式
 9.2 古典制御と現代制御の関係
 9.3 状態方程式の解
 9.4 線形システムの安定性
 9.5 可制御性と可観測性
  9.5.1 システムの可制御性
  9.5.2 システムの可観測性
  9.5.3 可制御正準形と可観測正準形
  9.5.4 可安定性と可検出性
 9.6 相似変換

第10章 状態フィードバックとオブザーバ
 10.1 状態フィードバック制御
  10.1.1 状態フィードバック制御とは
  10.1.2 状態フィードバックによる任意極配置
  10.1.3 任意極配置による設計法
 10.2 状態オブザーバ
  10.2.1 同次元状態オブザーバ
  10.2.2 状態オブザーバを用いたフィードバック系の安定性
  10.2.3 最小次元状態オブザーバ

第11章 最適制御
 11.1 最適レギュレータ
 11.2 最適レギュレータ問題の証明
 11.3 最適サーボ系
  11.3.1 サーボ系
  11.3.2 最適ロバストサーボ系

第12章 ディジタル制御
 12.1 ディジタル制御の基礎
  12.1.1 サンプラとホールド
  12.1.2 ディジタル制御系の設計方式
  12.1.3 連続時間コントローラの離散化
  12.1.4 連続時間状態方程式の離散化
 12.2 離散時間制御の基礎
  12.2.1 z変換と離散時間系の性質
  12.2.2 離散時間制御の様々な制御則

13章 アドバンスト制御
 13.1 ロバスト制御
  13.1.1 不確かさの表現
  13.1.2 数学的準備
  13.1.3 ロバスト安定化問題
  13.1.4 混合感度問題
  13.1.5 H∞制御問題
 13.2 適応制御
  13.2.1 モデル規範形適応制御系(MRACS)
  13.2.2 セルフチューニングレギュレータ(STR)
  13.2.3 適応制御系の構成例