出版書誌データベース

理工学系の大学生や高等専門学校生はもちろんのこと，初めて制御工学を勉強したいと思うすべての人に対する入門書，あるいはもう一度制御工学を学び直したい人にとって理解しやすいものとすることを目指した．このために，執筆者は自身の教育の経験やノウハウに基づき，読者の立場に立ってどのような例を用いてどのように表現・説明すればわかりやすく，すんなりと頭の中に入ってきて自分のものとして吸収できるかについて常に心を配りながら作成している．

本書は古典制御理論を中心とする内容である制御工学の入門書であるため，古典制御理論を理解するための必要最低限の基本項目のみに着目した．また，日常的に体験できるような例や直感的に理解しやすい例を用いて制御理論を説明することにより，わかりやすさを追求した．そして，理論の理解をより深めるために，演習問題を数多く採用し，それら一つ一つについて丁寧に解説した．

これまでの教科書は，「自明のこと」として一部が省略されていることがたびたび見受けられた．しかし，実はその省略された部分に引っかかって前に進まなくなる読者が経験上多々存在した．読者は，もう少し丁寧に解説してくれれば理解と意欲が進むのに...と，幾度となく思ったようである．本書はそのような経験をふまえ，理解に対する意欲を低下させる可能性のある「省略されやすい部分」にもしっかりと光を当て，本文や例題，練習問題，図表において一つひとつのステップを丁寧に解説することに努めた．特に学習者がつまずきやすいポイントを意識し，疑問を感じることなく学びを進められるよう細部にまで配慮した構成としている．さらに本書の特徴として，理論と実践のバランスを重視した．これにより，学んだ内容が実際の現場でどのように役立つのかを具体的にイメージできるようになっている．

1．自動制御とは
1.1　制御とは
1.2　自動制御系の基本構成
演習問題

2．微分方程式とラプラス変換
2.1　システムの数理モデル
　2.1.1　動的システムと微分方程式
　2.1.2　線形システム
　2.1.3　線形システムの例
　2.1.4　非線形システムと線形化の例
2.2　ラプラス変換
　2.2.1　動的システムの解析
　2.2.2　ラプラス変換の定義
　2.2.3　ラプラス変換の公式
　2.2.4　基本的な関数のラプラス変換
　2.2.5　ラプラス変換可能な条件
　2.2.6　複素数
2.3　逆ラプラス変換と微分方程式の解法
　2.3.1　逆ラプラス変換
　2.3.2　部分分数分解と逆ラプラス変換
　2.3.3　ラプラス変換による微分方程式の解法
演習問題

3．伝達関数
3.1　伝達関数の定義
3.2　基本的な制御要素の伝達関数
　3.2.1　比例要素
　3.2.2　積分要素
　3.2.3　微分要素
　3.2.4　一時遅れ要素
　3.2.5　二次遅れ要素
　3.2.6　むだ時間要素
3.3　ブロック線図
　3.3.1　ブロック線図の描き方
　3.3.2　ブロック線図の基本結合法則
　3.3.3　ブロック線図の等価変換
3.4　基本的自動制御系のブロック線図
演習問題

4．制御系の過渡特性
4.1　制御系の時間応答の求め方
4.2　インパルス応答
4.3　ステップ応答
4.4　一時遅れ系のステップ応答
4.5　二次遅れ系のステップ応答
4.6　その他の過渡応答
　4.6.1　高次系のステップ応答
　4.6.2　定速度入力に対する応答
4.7　過渡特性の指標
演習問題

5．制御系の定常特性
5.1　定常偏差とは
5.2　定常位置偏差
5.3　定常速度偏差
5.4　定常加速度偏差
5.5　制御系の型と速度偏差
5.6　外乱に対する定常偏差
演習問題

6．周波数特性
6.1　周波数応答と周波数伝達関数
6.2　ベクトル軌跡
　6.2.1　積分要素のベクトル軌跡
　6.2.2　一時遅れ要素のベクトル軌跡
　6.2.3　二次遅れ要素のベクトル軌跡
　6.2.4　ベクトル軌跡の性質と特徴
6.3　ボード線図
　6.3.1　積分要素のボード線図
　6.3.2　一時遅れ要素のボード線図
　6.3.3　二次遅れ要素のボード線図
　6.3.4　ボード線図の性質と特徴
演習問題

7．制御系の安定性
7.1　安定と不安定
7.2　特性方程式の根
7.3　ラウスの安定判別法
　7.3.1　ラウス法の基本的な手順
　7.3.2　ラウス法の特殊な場合
7.4　フルビッツの安定判別法
7.5　ナイキストの安定判別法
7.6　ゲイン余裕と位相余裕
7.7　等MN線図
7.8　M_P規範
演習問題

8．制御系の設計
8.1　自動制御系の設計の指針
8.2　ゲイン調整
　8.2.1　M_P規範によるゲイン調整法
　8.2.2　根軌跡を用いたゲイン調整法
　8.2.3　位相余裕によるゲイン調整法
8.3　制御系の補償
　8.3.1　直列補償
　8.3.2　フィードバック補償
8.4　PID制御
　8.4.1　P制御：現在の偏差に基づく制御
　8.4.2　PI制御：現在と過去の偏差に基づく制御
　8.4.3　PID制御：現在と過去と未来の偏差に基づく制御
　8.4.4　PID制御のパラメータ決定法：限界感度法
演習問題

引用・参考文献
演習問題解答
索引