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初めて制御工学の基礎を学ぶのにおすすめの本『はじめての制御工学 改訂第2版』

目次

はじめに

今回の記事は、

制御工学 Advent Calendar 2018, 13日目の記事です。

 

幸いなことに、

冒頭の書籍を、著者の方から献本して頂いたので、

簡単に書評させていただきます。

献本いただきました😀。著者の方々ありがとうございます。全ページカラーで、グラフとかすごく見やすくていい感じです。熟読して書評させていただきます。

 

書評

この本は多くの機械系の学生が

大学で学ぶ制御工学の基礎を学ぶことができる一冊です。

 

下記が目次になります。

講義01 制御とは

講義02 システムの数学モデル

講義03 伝達関数の役割

講義04 動的システムの応答

講義05 システムの応答特性

講義06 2次遅れ系の応答

講義07 極と安定性

講義08 制御系の構成とその安定性

講義09 PID制御

講義10 フィードバック制御系の定常特性

講義11 周波数特性の解析

講義12 ボード線図の特性と周波数伝達関数

講義13 ナイキストの安定判別法

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

 

一般的に、制御工学は数式などが多く、

理解するのが難しい印象でしたが、

この本は、イラストなどによる説明や、

概念的な説明も多く、

学生時代に使っていた教科書に比べると格段にわかりやすいと思いました。

 

また制御の挙動を説明するには、グラフや図が必須ですが、

この本の非常に珍しい特徴として、

全ページカラーで書かれており、

グラフや図が非常に見やすかったのも良かったです。

 

また下記のサポートページから、

PythonやMATLABでこの書籍で紹介された図を

作成するコードが提供されています。

 

実際に、

自分で手を動かして、パラメータをいじってみて

制御対象の変化を見ることは、制御を学ぶ上で非常に重要だと思いますので、

このコード公開はとてもいいと思います。

(できれば、GitHub上で公開していただきたかったですが。。。

それぞれのコードを一つづつDLするのが少し面倒だったので)

 

また、個人的にもう一つ良いと思ったところが、

フィードフォワード制御について書かれているところです。

自分は学生の時に、なぜ、フィールドバック制御があるのに、

フィードフォワード制御をする必要性がわかりませんでした。

しかし、実際にエンジニアとして働いてみると、

自分の周りにフィードフォワード制御が溢れていることに驚きました。

多くの場合は、センサのコストやコントローラの開発のコストの問題で、

フィードフォワード制御が採用されていましたが、

必ずしも制御性能が良いシステムだけが、

実世界で必要とされているわけではないということを、

学ぶことができるのは非常に良いなと思いました。

 

もし今後、また改定される場合には、

PID制御のパラメータ調整方法などを

追加してもらえると嬉しいと思いました。

 

最後に、この本は

制御工学を初めて学ぶ人には非常におすすめです。

自分は古典制御よりは、現代制御の方が好きなので、

同じ著者の方が書かれている、下記の本も読んでみたいと思いました。

 

読書メモ

フィードバックシステムの安定性

ある有限値以下の入力にたいして、システムが発散しない場合を安定という。

 

フィードフォワード制御では、

いかなるコントローラを、設計しても、制御対象の特性変動を抑えられない。

フィードフォワード制御で安定に制御できるのは、制御対象のが安易な場合に限られる

制御系に外乱が入ると、その影響が制御量にそのまま現れる

制御対象が変動すると、その影響はそのまま制御系に現れる

しかし、センサーを付けなくて良いので、コストが下げられる

 

フィードバック制御を使うと、不安定な制御対象でも安定して制御できる。

フィードバック制御は、外乱の影響を抑制できる。

しかし、センサーが必要であり、コストが増大してしまう。

またシステム全体が安定になるように、制御器の設計も必要。

 

参考資料

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

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myenigma.hatenablog.com

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