目 次
第1章･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

1･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

1

制御の基礎概念

1・1

制御とは何か?

1・2

フィードバック制御

1・3

ブロック線図1・4

制御システムの例

1・5

メカトロニクスの例

1・6制御システムの入出力関係

第2章･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

2････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

3･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

線形モデルを作る･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

6････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

11

線形化と線形性

2・2

機械系・流体系・電気電子系･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

システムの要素････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

3・1

基本的要素と伝達関数

3・2

基本的な入力関数

3・3

ブロック線図

第4章

5･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

2・1

第3章

3････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

1115
19
19

････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

23･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

26････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

29･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

29

応答の周波数特性

4・1

周波数伝達関数

4・2

ベクトル軌跡と Bode 線図････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

30

第5章

フィードバック制御･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

35

5・1

フィードバック制御系･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

35

5・2

フィードバック系の安定性

第6章

応答時間の特性･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

36･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

45

6・1

過渡特性

････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

45

6・2

定常特性

････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

47

第7章

制御系設計の古典的手法･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

53
53

7・1

根軌跡法

7・2

PID 制御とその他の補償法

7・3

極配置法

7・4

2 自由度制御系････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

59

第8章

状態空間法へ･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

63････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････－その 1－･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

56･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

58

63

8・1

状態と観測

8・2

状態方程式から伝達関数へ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

67

8・3

伝達関数から状態方程式へ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

68

8・4

システムの結合･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

71･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

第9章

システムの座標変換

9・1

いろいろな座標変換

9・2

モード分解

第 10 章･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

75･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

75･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

75

システムの構造的性質････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

83

10・1

制御のできる構造･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

83

10・2

観測のできる構造･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

85

10・3

システムの全体構造･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

第 11 章 状態方程式に基づく制御系設計

87･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････

93

11・1

状態方程式と安定性････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

93

11・2

状態フィードバック････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

96

11・3

極配置法

11・4

最適フィードバック

第 12 章状態観測と制御－その 2－･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

101･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

107････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

107

12・1

状態観測器

12・2

状態観測器に基づく制御

付録

98･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

113
117

A・1

付表 3.1

ラプラス変換表（詳細版）･････････････････････････････････････････････････････････････････････

117

A・2

付表 3.2ブロック線図等価変換表

119

A・3

ベクトルと行列･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

119･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

120

ベクトルと行列の形

A・3・2

行列の演算A・3・3

行列式と逆行列

A・3・4

一次独立と一次従属

A・3・5

固有値と固有ベクトル

A・3・6行列の相似変換

A・3・7

二次形式

常微分方程式119･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

A・3・1

A・4

･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････122･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

122･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

123･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

124････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

126･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

126

A・4・1

常微分方程式の基礎･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

126

A・4・2

1 階の常微分方程式･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

127

A・4・3

連立線形微分方程式と高階線形常微分方程式

解答･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････

128

131