制御工学ブログ / Control Engineering Blog

制御工学の基礎から専門まで、動画・MATLABコード付きで解説。20年以上の研究経験をもつ大学教員が運営。Control engineering tutorials, research articles, and MATLAB code by a university researcher. Topics: LMIs, state estimation, model error compensator, multirate systems, observer design.

2024-01-01から1年間の記事一覧

Arduinoを用いた制御実験入門

Arduinoを用いた制御実験の基礎から実践まで詳しく解説。スケッチの基本構造、PID制御、モーター制御、ライントレース、倒立振子制御まで。熊本大学の実験事例と動画付きで初心者にもわかりやすく説明します。

重ね合わせの理・テブナンの定理・ノートンの定理: 電気回路論

電気回路の重要な3つの定理を詳細解説。重ね合わせの理、テブナンの定理、ノートンの定理の原理と計算方法を具体例と動画付きで分かりやすく説明。複数電源回路や等価回路の解析に必須の基礎知識を体系的に学習。

制御工学チャンネル[登録者9000人]のおすすめ動画10選

制御工学チャンネルのおすすめ動画を10個取り上げました。

Control Engineering Topicsのブログ記事

本ブログとは別で、英語のブログを同時期に始めています。2023年12月以降、本ブログが70記事程度まで増えているのに対して、英語ブログの方は、12記事です。 research.control-theory.com これまでの10記事は、過去の学会発表(国際会議)について紹介してい…

制御工学チャンネルの登録者数:目標達成に向けて

制御工学チャンネルの登録者数が9000名に到達しました。 www.youtube.com 後1000名で目標としていた10000名に到達するので、再加速していきたいところです。 制御工学チャンネルトップページ 登録者数(2024/8/1時点) これまでの、チャンネルの登録者推移は…

制御工学の基本原理を学ぶ:伝達関数に基づく制御

伝達関数に基づく制御理論を網羅的に解説。ラプラス変換、ボード線図、PID制御、ナイキスト線図、内部モデル原理まで。古典制御の基礎から応用まで体系的にまとめた完全ガイド。制御工学の理論と実践を一記事で習得。

ナイキスト線図と安定判別法

ナイキスト線図と安定判別法を詳細解説。閉ループシステムの安定性を図的に判別する重要手法。一巡伝達関数の周波数応答から-1点の周回回数で安定性を判定。具体例とステップ応答で理論と実践を分かりやすく説明。

【極を計算せずに制御系の安定性をチェック】ラウス・フルビッツの安定判別法(基本手法と応用)

ラウス・フルビッツ安定判別法の基礎から応用まで詳細解説。制御システムの安定性を根を求めずに判別する手法。ラウス表の作成方法、低次システムの条件、具体例と計算過程を図表付きで分かりやすく説明します。

【制御工学】ブロック線図の基本要素と演算を解説【伝達関数】

ブロック線図の基礎から応用まで図解で詳しく解説。加え合わせ点、直列・並列・フィードバック接続の計算方法、内部安定性の重要性まで。制御システムの全体像を視覚的に理解するための必須知識を分かりやすく説明。

内部モデル原理の詳解【単位フィードバック系の追従制御】

内部モデル原理の詳細解説。PID制御で積分器がステップ目標値に定常偏差なく追従する理論的根拠を説明。ステップ信号からサイン波まで一般化した追従制御の原理をシミュレーション付きで分かりやすく解説。制御理論の重要概念。

連続時間有限整定制御(むだ時間を利用した制御手法)

むだ時間を利用した有限整定制御の手法に関する紹介です。

未来の研究者に向けたメッセージ(先輩からの鼓舞と研究精神の根幹:J-STAGE記事特集)

J-STAGEで無料で読める若手研究者へのメッセージ記事36件を紹介。制御工学の池田雅夫・森政弘・北森俊行ら先生方の研究哲学から、分野を超えて響く五十嵐靖之先生の「落ちこぼれても起死回生」まで。座談会・特集号も含めた研究者必読のリンク集。

制御系に現れるむだ時間項と対応【解析と制御】

制御系のむだ時間について詳細解説。入力から出力への時間遅れが制御性能に与える影響、パデ近似による有理関数表現、スミス補償器や状態予測制御などの制御手法を応答波形とボード線図付きで分かりやすく説明。

制御工学の基礎事項:信号と実装プロセス

制御工学の基礎を数式なしで解説。レギュレーションやトラッキング、信号の種類、制御器による性能差、設計プロセスまで図と例で紹介します。

部分分数分解:逆ラプラス変換や対角正準形の導出に利用

本記事では部分分数分解についてまとめます。部分分数分解により有理関数を分解する方法とその制御工学分野での利用についての説明を行います。部分分数分解について説明した動画や関連記事リンクは最下部に置いています。 部分分数分解の概要 簡単な部分分…

制御システムの安定性解析: 状態方程式に基づく制御

状態方程式表現されたシステムの安定性について説明する記事です。

二端子対回路・二端子対網の特性と表現:電気回路論

電気回路の解析を簡略化する「二端子対回路」を解説。Y(アドミタンス)、Z(インピーダンス)、F(縦続)行列など各種パラメータの求め方、回路の接続方法、フィルタ設計への応用までを図を交えて紹介します。

【電気回路の基本法則】キルヒホッフの法則とその例題

電気回路の解析に不可欠な「キルヒホッフの法則」を分かりやすく解説。電流則(第一法則)と電圧則(第二法則)の基本を、図や具体的な計算例題を交えて説明します。この記事を読めば、複雑な回路の電流や電圧の計算方法が基礎から学べます。

伝達関数とステップ応答

制御工学の基本、伝達関数とステップ応答の関係を波形グラフで解説。相対次数や不安定零点が応答にどう影響するか、逆応答や不安定な系の振る舞いまで。システムの特性を視覚的に理解したい方におすすめです。

ボード線図:周波数スイープによるボード線図の可視化

ボード線図とは何か、基本から分かりやすく解説。システムの伝達関数から周波数応答を求める方法、ゲイン線図と位相線図の見方を説明します。インナー関数やむだ時間など、制御が難しくなる系の特徴も学べます。

ラプラス変換入門

制御工学の基礎、ラプラス変換と伝達関数を初心者向けに解説。微分方程式を簡単にするラプラス変換の定義や変換表、システムの特性を決める伝達関数の極と零点の意味まで。応答計算の基本がこの記事で分かります。

状態フィードバック制御による極配置問題:制御系設計論

状態フィードバックによる極配置問題の解法と極と制御性能の関係について説明した記事です。可制御正準形に基づく設計をします。

岡島研究室の研究室紹介

この記事では岡島研究室(熊本大学 工学部 情報電気工学科電子工学教育プログラム)についてまとめています。外部向けの研究室名は「システム制御研究室」としています。 岡島研究室の運営体制 制御工学の研究テーマ 岡島研の配属方法 研究環境 卒業後の進路…

不安定零点を持つシステムの制御

不安定零点を持つとなぜ制御が難しくなるのか?その理由を、特有の「逆応答(アンダーシュート)」現象や、追従性能に現れる根本的な限界から解説。非最小位相系の制御における課題と性質を分かりやすく紹介します。

モデル誤差抑制補償器(MEC):既存制御系のロバスト化を実現する汎用手法

モデル誤差抑制補償器(Model Error Compensator, MEC)の詳細解説。PID制御やMPCなど既存制御系のロバスト性向上に有効。外乱オブザーバとの比較、非線形・非最小位相系への適用、MATLABコード付きで理論から実装まで網羅的に紹介。

はじめてのLaTeXによるレポート作成

LaTeX初心者向けレポート作成ガイド。タイトル、セクション、数式、参考文献の書き方まで、レポートの基本構成をサンプルコードで解説。初めてでも迷わず綺麗なレポートが作れます。

モデル誤差抑制補償器(数値例:2次の制御対象)

モデル誤差抑制補償器(MEC)の効果を、2次システムの数値シミュレーションで具体的に解説。パラメータにばらつき(モデル化誤差)がある場合、MECを導入することで応答のばらつきが抑えられ、ロバスト性が向上する様子をグラフで比較します。

モデル誤差抑制補償器(数値例:不安定な制御対象)

モデル誤差抑制補償器(MEC)を不安定なシステムへ適用した効果を、数値シミュレーションで解説。パラメータに誤差や変動があっても、MECが応答のばらつきを抑え、ロバスト性を劇的に向上させる様子をグラフで比較します。

RLC回路の過渡現象(例題)

RLC回路の過渡現象を、スイッチの切り替え操作を例に具体的に解説。コンデンサの充電(RC回路)から放電(RLC回路)までの電流や電荷の振る舞いを、微分方程式の解法ステップに沿って丁寧に説明します。

フィルタによる信号処理【ローパス・ハイパス】電気回路論

信号処理に必須のフィルタとは?本記事では、特定の周波数を通したり遮断したりするフィルタの基本を解説。ローパス、ハイパス、バンドパスフィルタなど主要な種類の特徴と、ノイズ除去などへの応用を分かりやすく紹介します。