1．制御と制御理論
1.1 制御とは
1.2 制御対象
1.3 制御の仕組み
1.4 制御理論
1.5 制御理論の歴史
1.6 回路網理論からの示唆
1.7 ラプラス変換
演習問題
2．システムの数式モデル
2.1 システムと数式モデル
2.2 システムの構成要素
2.2.1 システムの基本要素
2.2.2 基本ブロック
2.3 ブロック線図によるシステムの記述
2.3.1 電気回路
2.3.2 機械系
2.3.3 タンク水位系
2.3.4 平衡状態周りの数式モデル
2.4 入出力微分方程式
2.5 状態方程式
2.5.1 状態方程式の導出
2.5.2 状態方程式の変換
2.6 伝達関数
2.6.1 伝達関数の状態方程式からの導出
2.6.2 入出力関係から導く伝達関数
2.6.3 システム記述式と伝達関数
2.6.4 むだ時間要素の伝達関数
2.6.5 ブロック線図と伝達関数
2.6.6 ブロック線図における等価変換
2.6.7 ブロック線図の結合における注意
演習問題
3．システムの時間応答特性
3.1 状態の応答とシステムモード
3.1.1 状態方程式の解
3.1.2 システムモード
3.1.3 零入力応答と零状態応答におけるシステムモード
3.2 システムモードの安定性
3.3 可制御性と可観測性
3.4 ステップ応答とインパルス応答
3.5 伝達関数とシステムの応答
3.5.1 有理伝達関数をもつシステムのインパルス応答とステップ応答
3.5.2 低次系のステップ応答
3.5.3 ステップ応答に対する指標
3.5.4 ステップ応答に対する零点の影響
3.5.5 ステップ応答に対する極の影響
3.5.6 一般の入力に対する応答
3.6 定常応答と追従性
3.7 状態方程式と伝達関数の関係
3.7.1 システム固有値と極
3.7.2 状態方程式の実現
演習問題
4．システムの周波数応答特性
4.1 正弦波入力に対する定常応答
4.2 一般入力と周波数応答
4.3 周波数伝達関数とその表示
4.3.1 ボード線図
4.3.2 ベクトル軌跡
4.4 周波数伝達関数と特性近似
演習問題
5．システムの安定性
5.1 システムの安定性について
5.1.1 内部安定性と入出力安定性
5.1.2 安定判別法
5.1.3 むだ時間要素を含むシステムの入出力安定性
5.2 フィードバック制御系の安定性
5.2.1 フィードバック制御系の構成と内部安定性
5.2.2 入出力安定性
5.2.3 ナイキスト安定判別法
5.2.4 むだ時間要素を含むフィードバック系の入出力安定性
5.2.5 フィードバック制御系の安定度：ゲイン余裕と位相余裕
5.2.6 ロバスト安定性
演習問題
6．フィードバック制御系の特性
6.1 フィードバック制御の効果
6.2 感度関数，相補感度関数とループ整形
6.3 フィードバック制御系の過渡特性
6.4 フィードバック制御系の定常特性
6.4.1 目標値入力に対する定常偏差
6.4.2 外乱に対する定常特性
演習問題
7．フィードバック制御系の設計：伝達関数に基づく方法
7.1 フィードバック制御系
7.2 根軌跡法
7.2.1 根軌跡
7.2.2 根軌跡の特性
7.2.3 根軌跡法によるコントローラの設計
7.3 周波数応答法
7.3.1 位相遅れ補償器の設計
7.3.2 位相進み補償器の設計
7.4 PID補償器の設計
7.4.1 限界感度法
7.4.2 ステップ応答に基づく方法
7.5 2自由度制御系
演習問題
8．フィードバック制御系の設計：状態方程式に基づく方法
8.1 状態方程式に基づく設計法の特徴
8.2 状態フィードバック
8.2.1 極指定法
8.2.2 最適レギュレータ
8.3 オブザーバ
8.4 積分補償
8.4.1 積分補償を付加した拡大系
8.4.2 積分型サーボ系
8.5 2自由度サーボ系
演習問題
引用・参考文献
演習問題解答
索引
