大学講義シリーズ 制御工学

内容説明

制御工学の基礎理論を体系的に学ぶうえで必要な最小限の知識を習得するための教科書。多くの図と例題・解説を通して理解を深めながら無理なく先に進めるように工夫してある。前半6章を解析編，後半6章を設計編にあてた。

１　システムと制御

２　システムの記述
　2.1　システムの特性と微分・積分方程式…5
　2.2　状態方程式…7

３　システムの応答
　3.1　システムの時間応答…16
　3.2　状態遷移行列…18
　3.3　状態遷移行列の計算…20
　演習問題…23

４　システムの安定性
　4.1　固有値，安定と不安定，モード展開…24
　4.2　低次系の時間応答波形…26
　4.3　固有値の位置と応答…35
　4.4　ラウス・フルビッツの安定判別法…37
　4.5　リアプノフの安定定理…46
　演習問題…48

５　可制御性と可観測性
　5.1　座標変換…49
　5.2　対角正準系…52
　5.3　可制御性…60
　5.4　多入力システムの可制御性と行列のランク…67
　5.5　可観測性…70
　5.6　双対性…73
　演習問題…78

６　システムの伝達関数
　6.1　信号の伝達…79
　6.2　周波数応答…82
　6.3　ベクトル軌跡…83
　6.4　ボード線図…86
　6.5　状態方程式と伝達関数の関係…92
　演習問題…99

７　フィードバック制御
　7.1　フィードバック制御…100
　7.2　ナイキストの安定判別法…102
　7.3　安定度…104
　7.4　定常特性と定常偏差…107
　演習問題…112

８　極配置法
　8.1　フィードバック係数ベクトル…113
　8.2　可制御正準系…116
　8.3　可制御正準系による極配置…122
　8.4　アッカーマン法による極配置…127
　演習問題…132

９　最適レギュレータ
　9.1　評価関数と最適制御…133
　9.2　重み行列と正定，半正定…136
　9.3　最適制御系の安定性…140
　9.4　リカッチ方程式の解法…141
　9.5　周波数領域における解析…149
　9.6　折返し法…151
　9.7　折返し法による固有値の移動…156

10　サーボ系
　10.1　サーボ系の構造…161
　10.2　サーボ系の設計…163
　10.3　設計条件…164
　演習問題…168

11　状態観測器
　11.1　状態観測器の構造…170
　11.2　双対性を用いた設計…171
　11.3　併合系…174
　演習問題…176

12　周波数領域での設計
　12.1　PID制御…177
　12.2　部分的モデルマッチング法…181
　12.3　根軌跡法…189
　演習問題…199

参考文献…200
演習問題解答…202
索引…223

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