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目次

制御工学入門

制御工学入門

  • 村松 鋭一(著)
  • 第1章 序論
    • 1.1 制御系設計
    • 1.2 動的システム
    • 1.3 制御系の安定性
    • 1.4 フィードバック制御系の考え方
  • 第2章 ラプラス変換
    • 2.1 ラプラス変換の定義
    • 2.2 いろいろな信号のラプラス変換
    • 2.3 ラプラス変換の線形性
    • 2.4 ラプラス変換の性質
    • 2.5 ラプラス逆変換
    • 2.6 微分方程式のラプラス変換
    • 2.7 t領域とs領域
    • 演習問題
  • 第3章 伝達関数
    • 3.1 伝達関数
    • 3.2 伝達関数の求め方
    • 3.3 伝達関数の形(一般の場合)
    • 3.4 伝達関数を用いる利点
    • 3.5 伝達関数によるモデリング
    • 演習問題
  • 第4章 ブロック線図
    • 4.1 システムの結合とブロック線図
    • 4.2 ブロック線図の構成要素
    • 4.3 ブロックの直列結合
    • 4.4 ブロックの並列結合
    • 4.5 フィードバック系のブロック線図と伝達関数
    • 演習問題
  • 第5章 システムの応答解析
    • 5.1 伝達関数を用いた出力信号の求め方
    • 5.2 インパルス関数と伝達関数
    • 5.3 ステップ応答
    • 5.4 ラプラス逆変換
    • 5.5 ステップ応答の最終値の簡単な計算法
    • 5.6 1次系・2次系の応答
    • 演習問題
  • 第6章 安定性・極と応答との関係
    • 6.1 入出力システムの安定性
    • 6.2 極と次数
    • 6.3 極と安定性との関係
    • 6.4 安定な多項式
    • 6.5 ラウスの方法
    • 6.6 極と応答波形との関係
    • 演習問題
  • 第7章 周波数応答
    • 7.1 正弦波入力に対する応答
    • 7.2 周波数応答関数
    • 7.3 ボード線図
    • 7.4 ボード線図を見てわかること
    • 7.5 ボード線図の概形
    • 7.6 最小位相系のボード線図
    • 7.7 ベクトル軌跡
    • 演習問題
  • 第8章 フィードバック系の安定性
    • 8.1 コントローラの設計と制御系の応答
    • 8.2 フィードバック制御系に望まれる性質
    • 8.3 フィードバック系が安定とは
    • 8.4 フィードバック制御系の安定条件
    • 演習問題
  • 第9章 ナイキストの安定判別法
    • 9.1 開ループ伝達関数
    • 9.2 開ループ伝達関数による閉ループ系の安定判別
    • 9.3 ナイキスト線図
    • 9.4 ナイキストの安定判別
    • 9.5 ナイキストの安定判別法の意義
    • 9.6 安定条件の証明
  • 第10章 安定余裕と感度関数
    • 10.1 設計における余裕
    • 10.2 ゲイン余裕・位相余裕
    • 10.3 ボード線図でのゲイン余裕・位相余裕
    • 10.4 感度関数
    • 10.5 安定余裕と感度特性
    • 10.6 周波数に応じた余裕と感度の調整
    • 演習問題
  • 第11章 定常特性・過渡特性・周波数特性
    • 11.1 制御系における定常偏差
    • 11.2 定常偏差をなくすには
    • 11.3 レギュレータとサーボ系,内部モデル原理
    • 11.4 制御系の過渡特性
    • 11.5 制御系の周波数特性
    • 演習問題
  • 第12章 コントローラの構成要素
    • 12.1 コントローラの基本要素
    • 12.2 PID制御
    • 12.3 位相進み要素・位相遅れ要素
  • 第13章 フィードバック制御系の設計
    • 13.1 制御の目的
    • 13.2 安定にするには
    • 13.3 速応性を良くするには
    • 13.4 定常偏差を少なくするには
    • 13.5 制御対象の変化や外乱の影響を少なくするには
    • 13.6 ループ整形
  • 第14章 根軌跡
    • 14.1 根軌跡とは
    • 14.2 根軌跡の性質
  • 第15章 ここまでのまとめ
  • 第16章 状態方程式
    • 16.1 状態方程式
    • 16.2 入出力システムの表現
    • 16.3 状態方程式を用いたシステムのモデリング
    • 16.4 状態方程式の具体例
    • 16.5 状態方程式表現と伝達関数との関係
    • 16.6 伝達関数行列
    • 演習問題
  • 第17章 制御工学で用いる行列の基礎
    • 17.1 代表的な行列と行列式
    • 17.2 固有値・固有ベクトル
    • 17.3 行列の対角化
    • 17.4 行列のランク
    • 17.5 ランクと独立なベクトル
    • 17.6 正定行列
    • 演習問題
  • 第18章 状態方程式の解
    • 18.1 状態方程式を解くとは
    • 18.2 行列指数関数
    • 18.3 状態方程式の解
    • 18.4 解の特徴
    • 18.5 状態の初期値について
    • 演習問題
  • 第19章 安定性
    • 19.1 線形自由システムの安定性
    • 19.2 極と収束波形
    • 演習問題
  • 第20章 状態変数変換
    • 20.1 状態変数変換
    • 20.2 正準形式
    • 20.3 正準形式と伝達関数
    • 20.4 システム表現の自由度
    • 演習問題
  • 第21章 可制御性・可観測性
    • 21.1 可制御性
    • 21.2 可観測性
    • 21.3 対角正準形式による可制御・可観測性の判定
    • 21.4 不可制御あるいは不可観測への対処
    • 21.5 状態方程式の次数と伝達関数の次数
    • 21.6 不可制御・不可観測と極零消去
    • 21.7 可制御であるための条件の証明
    • 演習問題
  • 第22章 状態フィードバック
    • 22.1 状態フィードバックによる制御
    • 22.2 閉ループ制御系の特性
    • 22.3 状態フィードバックゲインの設計
    • 22.4 状態フィードバックの効果
    • 演習問題
  • 第23章 オブザーバ
    • 23.1 オブザーバが必要な制御対象
    • 23.2 オブザーバの仕組み
    • 23.3 オブザーバがある制御系の安定性
    • 23.4 オブザーバの適用例
    • 演習問題
  • 第24章 最適制御
    • 24.1 フィードバックゲインの再考
    • 24.2 最適制御の考え方
    • 24.3 最小となることの証明
    • 24.4 安定であることの証明
    • 24.5 最適レギュレータの適用例
  • 第25章 おわりに
  • 付録
    • 1 部分分数展開
    • 2 周波数と角周波数
    • 3 wtを含む関数について
    • 4 可制御であるための条件の証明
    • 5 状態フィードバックゲインの設定法に間する証明