制御工学の基礎あれこれ


PID制御や現代制御などの制御工学(理論)の基礎や、制御工学に必要な物理、数学について解りやすく説明していきます。 最終的には制御をハードウェアに実装し動作させるところまでを目標にしたいと思います。

私のプロフィールを簡単に説明しますと、私は某自動車メーカーに勤めておりそこで日々制御工学(理論)を利用しながら設計開発をしております。
本サイトの内容は、制御理論を扱う上で最低限理解しておいた方が良い内容かと思います。 逆に言えば、これくらい理解していれば一応は社会で通用するのではないでしょうか(^^;)

それではサイトの構成を以下に示しますので、必要な項目をクリックしてください。

■古典(PID)制御
 ・PID制御の基本PID制御とは , PID制御の設計方法 , PID制御の動作確認

 ・PID制御のゲイン設定方法
   実験編:ステップ応答法 , 限界感度法
   極配置法:考え方 , P制御 + 1次遅れ , PI制御 + 1次遅れ , PID制御 + 2次遅れ
   安定判別法:考え方 , P制御 + 1次遅れ

 ・PID制御の応用不完全微分 , 速度型PID制御 , 微分先行型PID制御 , 比例微分先行型PID制御

 ・内部モデル制御(IMC)IMCとは , IMCとPIDの関係 , IMCとオブザーバの違い

■現代制御
 ・古典制御との違い

 ・状態方程式1次システム , 2次システム

 ・状態フィードバック
  1次システム:レギュレータ問題 , サーボ問題 , サーボ問題(内部モデル)
  2次システム:レギュレータ問題 , サーボ問題 , サーボ問題(内部モデル)
  3次システム:レギュレータ問題

 ・オブザーバ状態推定方法 , 状態フィードバック方法 , カルマンフィルタ

 ・その他可制御性 , 可観測性 , 安定性 , 状態方程式の伝達関数

■制御理論(一般)
 ・伝達関数伝達関数とは , 伝達関数の合成 , 一巡伝達関数

 ・ボード線図基本的な描き方(積分系) , Scilabでの描き方

 ・アナログフィルタ
   ・ローパスフィルタ
    1次遅れ:伝達関数 , ボード線図
    2次遅れ:伝達関数 , ボード線図
    バターワースフィルタ
    ベッセルフィルタ

   ・ハイパスフィルタ (1次進み):完全微分 , 不完全微分
   ・オールパスフィルタ (むだ時間):伝達関数 ボード線図 , パデ近似
   ・バンドストップフィルタ:ノッチフィルタ
   ・バンドパスフィルタ

 ・デジタルフィルタデジタルフィルタとは , 差分方程式 , 双一次変換

■物理、物理モデル
 ・回転運動系DCモーターの仕組み , 回転運動系 , 回転運動系(低剛性負荷)

 ・電気回路系電気回路の基本 , RL回路 , RC回路 , RLC回路

 ・バネマスダンパ系

■力学
 ・力,トルク,イナーシャ
 ・加速度 角加速度 , 加速度センサの原理 勾配の求め方 , 車の加速度の求め方

■熱力学、流体力学
 ・熱量と温度の関係 , 熱の移動(伝熱)の種類 , 熱伝導 , 対流熱伝達 , 熱伝達率の求め方 , ベルヌーイの定理

■数学
 ・微分積分微分公式 , 偏微分 , ガウス関数の積分公式

 ・複素数複素数とは , 複素数を使う意味

 ・ラプラス変換ラプラス変換とは , ラプラス変換の役割

 ・行列行列を使う目的 , 行列の種類 定義 , 逆行列 行列式 , 行列の積 , 転置行列 , 行列の微分 , 固有ベクトル 固有値

 ・その他対数 , 有理関数のマクローリン展開

■確率・統計
 ・様々な統計量
 ・分散、標準偏差、共分散
 ・単回帰分析,最小二乗法 , 最小二乗法の公式導出 , 重回帰分析 , モンテカルロ法

 ・ベイズ理論
  同時確率、条件付き確率
  ベイズの定理 , ベイズの定理応用形 , 逐次ベイズ推定 , 単純ベイズ分類器 , ベイジアンネットワーク
  確率分布推定 , 確率分布推定(正規分布に従う時) , MAP推定 最尤推定

 ・確率分布
  確率変数 、 確率分布とは , ベルヌーイ分布 , 二項分布 , 正規分布 , ポアソン分布 , ベータ分布
  組み合わせの計算方法

 ・機械学習
  シグモイド関数 , ニュートン法 , 勾配法(最急降下法) , ニューラルネットワーク

■Scilab
 ・Scilabの基本Scilabとは , インストール/起動方法 , 起動画面

 ・Scilabの使い方
  XCOS:使い方の基本 , シミュレーション方法 , パラメータ設定方法 , サブシステム化 , Scilabブロックの説明
  コンソール:使い方の基本 , ボード線図の描き方 , 行列を使って連立方程式を解く , 関数の説明

■Arduino UNO
 ・Arduinoの基本Arduino UNOとは? , Arduino UNOのスペック , インストール手順

 ・Arduinoを使ってみる
  LEDを点滅させる
  データを時間軸で表示
  角速度センサを使う:角速度情報を入力する , 角速度情報を時間軸で表示 , 角速度に変換する , 傾斜角を計算する
  モーターを駆動する

■その他
  ブレッドボードの仕組み






















inserted by FC2 system