制御理論の基礎と組み込みソフトウェアの仕組みを学ぶ


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制御理論(古典)

PID制御設計

PID制御とは
PID制御の設計方法
PID制御の動作確認

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:ボード線図>
 考え方
 P制御+1次遅れ系

古典制御の応用

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

制御理論(現代)

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

フィルター

<1次遅れ:ローパスフィルタ>
  伝達関数
  ボード線図
<2次遅れ>
  伝達関数
  ボード線図
<1次進み:ハイパスフィルタ>
  完全微分
  不完全微分
<むだ時間:
 オールパスフィルタ>
  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

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

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
車の加速度の求め方

数学

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

行列の用語 , 定義
行列の積
転置行列
行列の微分

その他

対数
有理関数のマクローリン展開
ガウス関数の積分公式

確率・統計

統計/解析

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

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
確率分布推定
確率分布推定(正規分布)
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
ベータ分布

Scilab

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
  関数の説明
  行列の使い方

Arduino UNO

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
角速度センサを使い
 傾斜角を求める
  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①
  角速度に変換する②
  角速度に変換する③
  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

このサイトではPID制御や現代制御などの制御理論の基礎と、組み込みソフトウェアの仕組みを1から学んでいきます。 最終的には制御をハードウェアに実装し動作させてみたいと思います。

先ずはPID制御の概要から理解します。こちらをクリック。

■構成
 ・古典制御
  PID制御の設計方法、PIDゲイン設定方法、速度型PID制御やIMC等の古典制御の応用について

 ・現代制御
  状態方程式、状態フィードバックの求め方、オブザーバについて

 ・一般制御理論
  伝達関数、ボード線図、ローパスフィルタ等のフィルタについて

 ・物理/物理モデル
  回転運動系、電気回路、バネマスダンパ、力、トルク、加速度について

 ・数学
  複素数、ラプラス変換、対数、行列について

 ・確率・統計
  分散、最小二乗法、回帰分析、ベイズの定理について

 ・Scilab
  Scilabの基本的な使い方、XCOS、コンソール、Scilab関数について

 ・Arduino
  Arduinoの概要、基本的な使い方、角速度センサやモーター駆動のさせ方について






















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