内容説明
物体を動かす際に生じる外乱（摩擦や重力など）を推定できれば，制御系の安定性や追従性を向上させることができる。本書では「外乱オブザーバ」の設計プロセスや応用方法，性質を体系的に記し，研究する人に役立つことを目的とした。
目次
1．はじめに
1.1 外乱オブザーバの種類と制御系設計
1.1.1 外乱オブザーバの種類
1.1.2 オブザーバおよび制御系設計の考え方
1.2 例の形式とMATLABの利用
1.2.1 例の形式
1.2.2 MATLAB/Simulinkの利用
1.3 本書の構成と読み方
1.3.1 本書の構成
1.3.2 本書の読み方
2．外乱オブザーバの基本
2.1 外乱とは
2.2 外乱推定の仕組み
2.3 外乱除去制御と加速度制御系
2.3.1 外乱除去制御と加速度制御系の考え方
2.3.2 外乱の捉え方による外乱オブザーバの違い
2.3.3 基本的な制御系設計
2.4 反力推定オブザーバ
2.5 内部モデル原理と2自由度制御系
2.5.1 内部モデル原理
2.5.2 フィードフォワード制御
2.5.3 外乱オブザーバとフィードフォワードを併用する制御系
2.6 観測ノイズとモデル化誤差の影響
2.6.1 観測ノイズの影響
2.6.2 モデル化誤差の影響
2.7 実システムのモデリング
2.7.1 DCモータのトルク制御モデル
2.7.2 台車モデルと回転型モータの関係
2.8 ロバスト制御としての考え方
3．既約分解を用いた安定化制御系と外乱オブザーバ
3.1 既約分解と安定化制御器の導出
3.1.1 既約分解のためのパラメータの導出
3.1.2 安定化制御器と自由パラメータ
3.1.3 Q(s)を含んだ二重既約分解
3.2 外乱オブザーバとの関係
3.3 既約分解と2自由度制御系の構成
4．状態空間表現での連続時間系外乱オブザーバ
4.1 連続時間系の同一次元入力端外乱オブザーバ
4.1.1 連続時間系の同一次元入力端外乱オブザーバの設計法
4.1.2 可制御性と状態フィードバック
4.1.3 連続時間系の同一次元外乱オブザーバ併用サーボ系
4.2 連続時間系の同一次元反力推定オブザーバ
4.3 連続時間系の同一次元出力端外乱オブザーバ
4.4 同一次元高次外乱オブザーバの設計
4.5 最小次元外乱オブザーバと伝達関数表現への変換
4.6 周期外乱オブザーバの設計
4.7 可観測性と非入出力端外乱の扱い
4.7.1 DCモータの数学モデル
4.7.2 DCモータの可観測性行列とランク
4.7.3 外乱推定の可観測性
4.7.4 非入出力端外乱オブザーバと制御
5．ディジタル系の外乱オブザーバ
5.1 同一次元ディジタル外乱オブザーバ設計
5.2 分離定理の確認
5.3 最小次元ディジタル外乱オブザーバと伝達関数表現
5.4 同一次元高次ディジタル外乱オブザーバの設計
6．振動系の外乱オブザーバの設計と制御
6.1 2慣性系のモデリング
6.2 伝達関数表現での振動抑制制御
6.3 2慣性系の外乱オブザーバ設計と安定化制御
6.3.1 入力軸外乱τ_d1を推定するオブザーバ
6.3.2 出力軸外乱τ_d2を推定するオブザーバ
6.4 2慣性系の外乱オブザーバ併用サーボ系
6.4.1 入力軸外乱τ_d1を考慮した入力軸サーボ系
6.4.2 出力軸外乱τ_d2を考慮した出力軸サーボ系
7．通信外乱オブザーバ
7.1 スミス法の概要
7.2 通信外乱オブザーバ
7.3 外乱のもとでの通信外乱オブザーバ併用制御
8．マルチレート外乱オブザーバ
8.1 マルチレート系のモデリング
8.2 マルチレート外乱オブザーバ：方法
8.2.1 外乱オブザーバ設計
8.2.2 マルチレートオブザーバを用いた制御系設計
8.3 マルチレート外乱オブザーバ：方法
9．外乱オブザーバ併用モデル予測制御
9.1 モデル予測制御
9.1.1 モデル予測制御の概要
9.1.2 MPC設計のための定式化と目的関数の定義
9.2 制約の記述法
9.2.1 制御入力＼hat{u}(k)に関する制約の扱い
9.2.2 制御量＼hat{z}(k)に関する制約の扱い
9.2.3 制御入力の変化量Δ＼hat{u}(k)に関する制約の扱い
9.2.4 制御入力と制御量に関する制約の扱い
9.3 モデル予測制御系設計
9.4 外乱オブザーバ併用モデル予測制御系設計
10．外乱推定カルマンフィルタ
10.1 外乱推定カルマンフィルタ設計
10.2 外乱推定定常カルマンフィルタ設計
10.3 外乱推定拡張カルマンフィルタ設計
11．適応外乱オブザーバ
11.1 適応オブザーバの構造
11.2 適応外乱オブザーバのための可観測正準系の導出
11.3 状態変数フィルタの作成
11.4 Kreisselmeier型適応オブザーバの設計
12．速度の計測・推定法
12.1 速度計測の重要性
12.2 速度計測・速度推定手法
12.2.1 擬似微分
12.2.2 計数法・計時法
12.2.3 M/T方式
12.2.4 同期計数法
12.2.5 瞬時速度オブザーバ
付録
A.1 数学的基礎
A.2 古典制御理論に基づく基本的な制御系
A.3 連続系の現代制御理論の基礎とオブザーバ
A.4 ドイルの記法と二重既約分解表現の確認
A.5 ディジタル系の現代制御理論の基礎とオブザーバ
A.6 最適計画法の表現と意味
A.7 描画プログラムの例
引用・参考文献
索引
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