天アキ25mm6編
企画・編集

執 筆 者

制御システム伊 藤 宏司

井 前

三 平 満

司

吉 田 和哉

浅 井勝

太 田 快人杉 江 俊 治松 野 文 俊安 信 誠

二徹

足 立 修 一阿 部 直 人荒 井 裕

彦

新 井 史人石 川 将 人磯 貝 正 弘

板 宮 敬

悦

井 上悳

井 前

讓

井 村 順 一

岩 井 善

太潮

讓

内 山俊

光

内 平 直 志太 田 快 人大 塚 敏之大 森 浩充

北 村 新 三児 島

三 平 満

司

汐 月 哲

夫

柴 田 崇 徳新申鉄龍

杉 江 俊治鈴 木 高 宏関 山 浩 介高 井 重昌滝 根 哲

哉

田 中 一 男

土 屋 和 雄浪 花 智

英野 波 健蔵

平 石 邦 彦平 田 研 二藤 井 隆

雄

藤 岡 久也

藤 田 政 之藤 本 健 治

古 橋武

前 田肇

増 淵泉

松 野 文 俊水 野 直樹宮 里 義彦宮 澤 以 鋼三 好 直 人

安 田 一

則

安 信 誠

二山 村 雅 幸山 本山 本透

湯 浅 秀

男

目

晃
誠 一茂

次第 1章 システム解析
1・1 システム表現 …………………………………1
1・1・1 伝達関数…………………………………1

1・3・2 ナイキストの安定判別法 ……………15
1・3・3 リアプノフの安定性 …………………17

1・1・2 状態方程式………………………………2

1・3・4 入出力安定性 …………………………18

1・1・3 中間標準形式……………………………41・4 システム同定法………………………………21
1・4・1 システム同定とは ……………………21

1・1・4 ビヘイビアアプローチ…………………51・2 線形システム論 ………………………………6
1・2・1 状態遷移行列……………………………6

1・4・2 システム同定実験の設計 ……………21

1・2・2 可制御性，可観測性，最小実現………8

1・4・4 システム同定モデル …………………22

1・2・3 平衡実現 ………………………………10

1・4・5 ノンパラメトリックモデル同定法

1・4・3 入出力データの前処理 ………………21

1・2・4 幾何学的方法 …………………………11…………………………………………22

1・3 安定性解析……………………………………13
1・3・1 ラウス・フルビッツの安定判別法

1・4・6 予測誤差法 ……………………………23…………………………………………13

1・4・8 モデルの選定と妥当性の検証 ………25

1・4・7 部分空間法 ……………………………24

第 2章 線 形 制 御2・1 古典制御………………………………………272・1・1 フィードバック系の諸特性 …………272・1・4 位相進み‑遅れ補償……………………332・1・2 安定余裕 ………………………………28

ドバック制御 …………………………352・1・3 PID 制御 ………………………………302・2 多変数システム制御…………………………372・1・5 フィードフォワード制御とフィー

目ii

次2・2・1 最適レギュレータ ……………………372・5・2 サンプル値制御系のモデル …………672・2・2 オブザーバとカルマンフィルタ ……392・5・3制御 ………………………………692・5・4制御 ………………………………692・2・3 最適サーボ系 …………………………422・3 代数的制御手法………………………………452・3・1 既約分解表現 …………………………452・6 無限次元系制御………………………………702・6・1 むだ時間系制御 ………………………702・3・2 安定化補償器のパラメータ表現 ……472・6・2 分布定数系制御 ………………………742・3・3 2自由度制御系の設計法 ……………482・7 LM I に基づくシステム解析と制御系設計………………………………………………772・4 ロバスト制御…………………………………512・4・1 ロバスト制御の背景と概要 …………512・7・1 LMI と凸最適化 ………………………772・4・2 ノルムと制御仕様 ……………………532・7・2 LMI によるシステム解析 ……………79

2・4・3 不確かなシステムの表現 ……………582・7・3 LMI によるロバスト性解析 …………802・4・4制御 ………………………………602・7・4 LMI による制御系設計Ⅰ：状態

2・4・5

制御 ………………………………612・4・6 μ解析・設計 …………………………622・4・7制御 ………………………………642・5 サンプル値制御………………………………652・5・1 離散時間システムの解析と制御系

フィードバック系 ……………………82
2・7・5 LMI による制御系設計Ⅱ：出力
フィードバック系 ……………………83
2・7・6 LMI によるゲインスケジューリ
ング制御系の設計 ……………………85設計 ……………………………………65

第 3章 非 線 形 制 御3・1 フィードバック線形化………………………89
3・1・1 制御のための微分幾何学 ……………89

3・2・3 2階非ホロノミック系の制御 ………99

3・1・2 状態方程式の線形化 …………………91

制御 ………………101
3・3 最適制御と非線形
3・3・1 最適制御と HJB 方程式 ……………101

3・1・3 線形誤差応答オブザーバ ……………92

3・3・2 微分ゲームと HJI 方程式 …………103

3・1・4 入出力関係の線形化 …………………93

3・3・3 非線形

3・1・5 フラットネス …………………………94
3・2 非ホロノミック制御…………………………95
3・2・1 軌道計画 ………………………………95
3・2・2 ドリフトレスシステムのフィードバック制御 ……………………………97制御………………………103

3・4 その他の設計法 ……………………………1053・4・1 スライディングモード制御…………105
3・4・2 受動性に基づく制御…………………107
3・4・3 リシーディングホライゾン制御……109
3・4・4 動的最適化手法………………………110

第 4 章 適応・学習制御
4・1 モデル規範型適応制御系（MRACS）…………………………………………1144・3 適応観測器と適応極配置 …………………1224・3・1 適応観測器の設計法…………………1224・1・1 連続系の MRACS …………………114

4・3・2 適応極配置……………………………1234・1・2 離散系の MRACS …………………1164・4 非線形系の適応制御 ………………………1254・4・1 バックステッピング…………………1254・1・3 ロバスト適応制御……………………1174・2 セルフチューニングコントローラ ………119
4・2・1 セルフチューニングコントローラ

4・4・2 単純適応制御…………………………126の基本構成……………………………119
4・2・2 最小分散制御…………………………1194・5 繰返し・学習制御 …………………………1304・5・1 繰返し制御……………………………1304・2・3 一般化最小分散制御…………………1204・5・2 学習制御………………………………132

4・4・3 機械系の適応制御……………………128

4・2・4 セルフチューニング PID 制御 ……121

第 5章 知 的 制 御
5・1 知的制御概論 ………………………………136
5・1・1 生物にならう制御……………………136
5・1・2 知識表現としてのルールと推論……136

5・1・3 学習可能なニューラルネットワー
クと逆システム………………………137

天アキ
25mm
目

5・1・4 進化的計算による探索機能の利用

次iii

ットワーク……………………………147…………………………………………138

5・3・2 ニューロ制御の構成…………………148

5・2 ファジィ制御 ………………………………139
5・2・1 ファジィ集合とファジィ推論………139

5・3・3 ニューロ制御における学習アルゴ

5・2・2 ファジィ制御の構成…………………140

5・3・4 ニューラルネットワークに基づく

リズム…………………………………150

5・2・3 状態評価ファジィ制御………………141

ファジィ制御器設計…………………151

5・2・4 予見ファジィ制御……………………1435・4 遺伝的アルゴリズムによる制御 …………1525・4・1 遺伝的アルゴリズム…………………152

5・2・5 ファジィモデルに基づく制御………1435・2・6 ファジィ制御器の設計………………143
5・2・7 ファジィ適応制御……………………146
5・3 ニューロ制御 ………………………………146
5・3・1 ニューロンモデルとニューラルネ

5・4・2 遺伝的アルゴリズムによる直接的最適化による制御……………………153
5・4・3 遺伝的アルゴリズムによる間接的最適化による制御……………………153

第 6 章 自律分散・創発システム
6・1 自律分散システム …………………………156
6・1・1 概要……………………………………156

6・2 創発システム ………………………………157
6・2・1 創発の定義……………………………157

6・1・2 はじめに………………………………156

6・2・2 群知能システム………………………158

6・1・3 分散する機械…………………………156

6・3 新しい設計法 ………………………………159
6・3・1 強化学習………………………………159

6・1・4 自律する機械…………………………156
6・1・5 新陳代謝する機械……………………157
6・1・6 設計図をもつ機械……………………157

6・3・2 非 線 形 ダ イ ナ ミ ク ス（お よ びCPG） ………………………………161

6・1・7 まとめ…………………………………157

第 7章

離散事象システム

7・1 システム表現 ………………………………164
7・1・1 離散事象システムの特徴……………164
7・1・2 形式言語とオートマトン……………164

7・3・3 SFC …………………………………177・
7 4 パフォーマンス解析 ………………………178
7・4・1 マルコフ連鎖…………………………178

7・1・3 ペトリネット…………………………165

7・4・2 待ち行列理論…………………………179

7・1・4 時相論理………………………………1677・4・3 摂動解析法……………………………1807・2 スーパーバイザ制御 ………………………1687・2・1 スーパーバイザ制御と可制御性……1687・4・4 順序最適化……………………………181

7・2・2 部分観測と可観測性…………………1707・5 ハイブリッドシステム ……………………183
7・5・1 ハイブリッドシステムの特徴………1837・2・3 分散スーパーバイザ制御……………1717・4・5 離散事象シミュレーション…………182

7・2・4 LLP スーパーバイザ ………………173・
7 3 シーケンス制御 ……………………………173
7・3・1 シーケンス制御系の構成……………173

7・5・2 ハイブリッドオートマトン…………1837・3・2 ラダー言語……………………………175

7・5・5 スイッチング制御……………………189

7・5・3 ハイブリッドペトリネット…………185
7・5・4 リアプノフ関数による安定解析……187

索引（日本語・英語）………………………………………………………………………………………………巻末