制御のためのMATLAB

制御のためのMATLAB

制御工学の諸問題を、MATLABを使用して解決させたいと考える方への入門書。プログラムを動かしながら学べる例題学習型。

著者 尾形克彦
石川潤
ジャンル 電子・通信
出版年月日 2010/04/01
ISBN 9784501327606
判型・ページ数 B5変・464ページ
定価 本体5,200円+税
在庫 在庫あり

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本書は、制御工学の諸問題に対し、MATLABを使用して解決させたいと考える方への入門書。実際にプログラムを動かしながら学べる例題学習型の構成。すべての例題には、解析や設計の問題を解くためのMATLABによるアプローチを詳しく説明。

 本書は制御工学の諸問題を解くためにMATLABを学びたいと思っている学生諸君や現役のエンジニアの方の一助となるよう書かれました.内容は工学系の4年次学生のレベル程度になっています.
 本書は7章構成となっています.1章ではMATLABの概要を紹介し,続いて2章では制御システムの解析や設計にMATLABを使う前に知っておくべき予備的な知識について述べます.3章では,時間領域の入力に対する動的システムの出力の過渡応答を求めるためにMATLABをどのように使うのかについて説明します.4章では,MATLABによる根軌跡に基づく解析と設計について扱います.周波数応答に基づく解析や設計の詳細は,5章で述べます.6章では,MATLABで解く状態空間表現に基づく設計問題について,すなわち極配置や状態オブザーバについて説明します.最後に7章では,制御系設計に関係して,設計パラメータの値の最適な組み合わせを数値計算により求める方法を説明します.そして,最後に,2次形式最適制御問題を解くためのMATLABの使い方を解説します.
 本書は,私が以前に出版した書籍「Modern Control Engineering(第4版)」および「System Dynamics(第4版)」で紹介したいくつかのMATLABに関する内容を含んでいます.
 本書で紹介するすべての例題には,読者のみなさんが,その解析や設計の問題を解くためのMATLABによるアプローチをしっかり理解できるように詳細な説明をつけました.
 本書は,みなさんのパソコンに比較的新しいバージョンのMATLABがインストールされていることを前提に書かれています.MATLABで根軌跡やナイキスト線図を書くときに,みなさんがコマンドgridを使って表示する目盛線と,ここで説明している目盛線の形態が異なっているかもしれません.それは,すべてMATLABのバージョンによっています(目盛線について起こりうる問題については,付録を参照してください).
 読者のみなさんが,さまざまな制御工学の問題を解くためにMATLABを使用するとき,本書が役に立ったと感じて頂ければ幸いです.

 尾形 克彦

◆正誤表◆


正誤表のダウンロード
第1章 MATLABの紹介
 1-1 はじめに
 1-2 MATLABにおける四則演算
 1-3 行列関数の計算
 1-4 応答曲線のプロット
 1-5 3次元グラフ
 1-6 MATLABで幾何学図形を描く
第2章 MATLABによる動的システム解析のための準備
 2-1 MATLABによる部分分数展開
 2-2 動的システムの数学モデルの変換
 2-3 MATLABによるブロック線図で表されたシステムの表現
第3章 過渡応答解析
 3-1 はじめに
 3-2 ステップ応答
 3-3 インパルス応答
 3-4 ランプ応答
 3-5 任意の入力に対する応答
 3-6 任意の初期条件からの応答
 3-7 MATLABによる単位ステップ応答の3次元表示
第4章 根軌跡解析
 4-1 はじめに
 4-2 極座標グリッド線と根軌跡
 4-3 根軌跡上の任意の点に対応するゲインKの値を探索する
 4-4 非最小位相系の根軌跡
 4-5 条件安定システムの根軌跡
 4-6 むだ時間があるシステムの根軌跡
 4-7 制御システムの性能を補償するための根軌跡によるアプローチ
第5章 周波数応答解析
 5-1 MATLABでボード線図を描く
 5-2 MATLABでナイキスト線図を描く
 5-3 対数ゲイン?位相表現
 5-4 位相余裕とゲイン余裕
 5-5 制御システムの補償器設計に対する周波数応答によるアプローチ
第6章 状態空間表現に基づくMATLABによる制御系設計
 6-1 はじめに
 6-2 可制御性と可観測性
 6-3 極配置
 6-4 極配置問題のMATLABによる解法
 6-5 MATLABによる状態オブザーバ(観測器)の設計
 6-6 最小次元オブザーバ
 6-7 オブザーバコントローラ
第7章 MATLABで最適化問題を解く
 7-1 数値計算によりパラメータの最適値を求めるアプローチ
 7-2 2次形式最適制御問題をMATLABで解く
付録
 A-1 根軌跡およびナイキスト線図の目盛線の変更
 A-2 ベクトルと行列の解析に役立つ定理など
索引

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