ゼミナール 制御技術入門

本書は、高校生から工学部の学生、技術者、そして教育者まで、幅広い層に向けて、制御工学の基礎を数学的に理解し、実際のモノづくりに応用したい方々に最適なガイドブックです。

制御技術の理論を具体的な物理現象を通じて分かりやすく解説し、制御理論の基礎から応用までを段階的に学べます。具体的には、高校物理（力学）で扱う等速直線運動や振り子の制御から始まり、状態フィードバックや状態オブザーバの概念を中心に、制御システムの安定化手法を詳しく解説しています。数学的な説明に加え、実際に計算するための MATLAB コードと計算結果を提供し、さらに読者が実際にコードを実行して Flipped Classroom で提示された課題に取り組むことで、理論と実践を結びつけ、理解を深めることができます。

※本書のプログラムコードは、以下のコンパニオン ソフトウェアのリンクからダウンロード可能です。

本書の構成

第1章　制御ことはじめ
1.1 停止制御
1.2 速度制御
1.3 位置制御

第2章　スタートはABCから
2.1 単振り子
2.2 剛体振り子
2.3 線形状態方程式

第3章　平衡状態は安定か不安定か？
3.1 漸近安定性
3.2 安定判別
3.3 パッシブ制御

第4章　基本の制御手段とは
4.1 状態フィードバック
4.2 いつ安定化できるか

第5章　センサが足りないとき
5.1 状態オブザーバ
5.2 低次元化
5.3 分離定理

第6章　システムを知るとは
6.1 1次系の応答
6.2 2次系のインパルス応答
6.3 2次系のステップ応答

第7章　制御手段の最適選択
7.1 1次系のLQ制御
7.2 2次系のLQ制御

第8章　外乱影響を打ち消す
8.1 定値外乱下の速度制御
8.2 定値外乱下の位置制御
8.3 1次系に対するLQI制御