内容紹介
Pythonを使って制御工学を行うための入門書
本書は、Pythonを使って制御工学を行うための入門書です。
機械学習やデータマイニングで多用され、さらにその枠を越えて主流のプログラミング言語となりつつあるPythonを制御系設計に導入したい人向けに、Pythonプログラムを実行しながら「使ってみる，やってみる」を通して、制御工学を体感することができる書籍です。
現場でよく使われている伝達関数モデルを対象とした古典制御、および、状態空間モデルを対象とした現代制御やロバスト制御の基礎について、Pythonのサンプルコードを多数掲載しています。
さらに、はじめて制御工学を学ぶ人や一度挫折して学び直したいと思っている人にも読みやすいよう、図やイラストを多用しています。
これから制御工学に携わる方々にとって必読の書です。
このような方におすすめ
情報、機械、電気分野の若手技術者、学生
目次
主要目次
第1章 制御とは
第2章 Pythonの基礎
第3章 制御のためのモデル
第4章 制御対象の振る舞い
第5章 閉ループ系に注目した制御系設計
第6章 開ループ系に注目した制御系設計
第7章 アドバンストな制御系設計
付録 数学の補足
詳細目次
第1章 制御とは
1.1 身のまわりの制御
1.2 フィードバック制御
1.3 制御工学の役割
1.4 本書の概要
第2章 Pythonの基礎
2.1 Python環境の構築
2.2 Jupyter Notebookの使い方
2.3 Pythonの基礎
2.4 本書で用いるモジュール
第3章 制御のためのモデル
3.1 動的システムの表現
3.2 伝達関数モデル
3.3 状態空間モデル
3.4 ブロック線図
第4章 制御対象の振る舞い
4.1 時間応答
4.2 状態空間モデルの時間応答
4.3 安定性
4.4 極と振る舞いの関係
4.5 周波数応答
第5章 閉ループ系に注目した制御系設計
5.1 閉ループ系の設計仕様
5.2 PID制御
5.3 2自由度制御
5.4 限界感度法によるゲインチューニング
5.5 モデルマッチング法によるゲインチューニング
5.6 状態フィードバック制御
第6章 開ループ系に注目した制御系設計
6.1 開ループ系の設計仕様
6.2 PID制御
6.3 位相進み遅れ補償
第7章 アドバンストな制御系設計
7.1 オブザーバを用いた出力フィードバック制御
7.2 ロバスト制御
7.3 ディジタル実装
付録 数学の補足
A.1 複素数
A.2 ラプラス変換
A.3 行列の固有値と固有ベクトル
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