はじめての制御工学

講義01　制御とは　～微分方程式とのつながり～
1.1　位置，速度，加速度の関係
1.2　微分とは
1.3　微分方程式とは
1.4　指数関数の性質
1.5　制御とは
1.6　システムとモデル
1.7　手動制御と自動制御
1.8　フィードフォワード制御とフィードバック制御

講義02　システムの数学モデル
2.1　静的システム
2.2　動的システム
2.3　直流モータのモデル

講義03　伝達関数の役割
3.1　ラプラス変換の概念
3.2　伝達関数とは
3.3　伝達関数とブロック線図
3.4　システムのアナロジー
3.5　ラプラス変換

講義04　動的システムの応答
4.1　動的システムの応答とは
4.2　インパルス応答とその計算法
4.3　インパルス応答：微分方程式から
4.4　インパルス応答：伝達関数から
4.5　ステップ応答とは
4.6　ステップ応答の計算法

講義05　システムの応答特性
5.1　過渡特性・定常特性とは
5.2　1 次遅れ系の応答
5.3　システムの極

講義06　2 次遅れ系の応答
6.1　2 次遅れ系のインパルス応答
6.2　2 次遅れ系のステップ応答
6.3　応答と極の関係

講義07　極と安定性
7.1　定常特性
7.2　過渡特性と安定性

講義08　制御系の構成とその安定性
8.1　コントローラを設計するとは
8.2　制御系の安定性
8.3　制御系の設計

講義09　PID 制御
9.1　コントローラの例
9.2　コントローラの設計パラメータの値と制御系の極の関係

講義10　フィードバック制御系の定常特性
10.1　定常偏差
10.2　目標値に対する定常偏差
10.3　外乱に対する定常偏差
10.4　内部モデル原理

講義11　周波数特性の解析
11.1　周波数応答とは
11.2　周波数特性とは
11.3　基本要素の周波数特性
【補足】複素数

講義12　ボード線図の特性と周波数伝達関数
12.1　ボード線図の合成
12.2　共振が起こる2 次遅れ系のボード線図
12.3　バンド幅とステップ応答の関係
12.4　周波数伝達関数
12.5　ベクトル軌跡

講義13　ナイキストの安定判別法
13.1　フィードバック制御系の安定性：安定余裕を考える
13.2　フィードバック制御系の安定性：特性多項式
13.3　ナイキストの安定判別法：準備
13.4　ナイキストの安定判別法：使い方
13.5　簡略化されたナイキストの安定判別法
13.6　安定余裕：位相余裕とゲイン余裕

講義14　ループ整形法によるフィードバック制御系の設計
14.1　制御系の性能評価とループ整形
14.2　ループ整形法の考え方
14.3　位相遅れコントローラによるフィードバック制御系の設計
14.4　位相進みコントローラによるフィードバック制御系の設計
14.5　位相遅れ・進みコントローラによるフィードバック制御系の設計

付録：ナイキストの安定判別法の導出
演習問題の解答
参考文献
索引