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【まえがき」※一部抜粋

制御工学の理解には，理論だけでなくその応用例を学ぶことが近道である．しかし，制御応用を念頭に置いた教科書はさほど見当たらない．本書は，このようなニーズに応えるべく，著者の経験を踏まえ，制御応用時に有用な基礎知識を纏めている．さらに，Pythonを活用した演習によって，制御工学の実践方法を習得することを目指している．
本書では，Python の導入と基本的な使い方を紹介した後，現代制御理論の基礎として，状態空間表現と伝達関数表現の関係，状態変換と正準形式，時間応答の計算，安定性，各種制御系設計の方法，ディジタル制御での実装について述べる．本書を通して制御理論的な解説は最小限にとどめており，応用時に必要となる内容に重きを置いて記述した．本書では現代制御理論の設計方法を中心に記述しているが，制御応用時に必要なポイントには，古典制御も随所に盛り込んでいる．各章の最後には重要点をポイントとしてまとめ，章末問題で理解度をチェックできるようにした．
本書を通じて，理論と計算の両者をバランスよく修得し，応用に役立てて頂ければ幸いである．

【目次】

まえがき

１．Pythonの設定と基本操作

１. １　Python の環境設定

１. ２　Python の基本操作

１. ３　Python のモジュール

１. ４　Python-Control の設定

１章のポイント

章末問題



２．状態空間表現と伝達関数表現

２. １　状態空間表現

２. ２　状態空間表現と伝達関数表現の関係

２. ３　状態変数線図とブロック線図

２. ４　可制御性

２. ５　可観測性

２. ６　非線形システムの線形化

２章のポイント

章末問題



３．状態変換と正準形式

３. １　状態変換

３. ２　対角正準形式

３. ３　可制御正準形式

３. ４　可観測正準形式

３章のポイント

章末問題



４．システムの応答と安定性

４. １　状態方程式の解

４. ２　状態空間表現での応答計算

４. ３　一次遅れ系の応答

４. ４　二次遅れ系の応答

４. ５　安定性

４章のポイント

章末問題



５．時間応答に着目した制御系設計

５. １　時間応答に着目した制御性能

５. ２　極と応答の関係

５. ３　状態フィードバック制御と極配置

５. ４　アッカーマンの方法による極配置

５. ５　オブザーバ

５. ６　オブザーバを併合したレギュレータ

５. ７　最適レギュレータ

５. ８　ロバスト安定度指定法

５. ９　最適1 型サーボ系

５.10　2 自由度制御

５章のポイント

章末問題



６．周波数応答に着目した制御系設計

６. １　目標値追従性と積分要素

６. ２　外乱抑制性

６. ３　感度関数と目標値追従性

６. ４　ロバスト安定性と相補感度関数

６. ５　H∞ 制御

６章のポイント

章末問題



７．ディジタル制御

７. １　ディジタル制御系の概要

７. ２　ディジタル再設計による制御器の離散化

７. ３　離散時間系の応答と安定性

７章のポイント

章末問題



８．平行二輪車の制御

８. １　平行二輪車の概要

８. ２　運動方程式の導出

８. ３　近似線形化による状態空間表現の導出

８. ４　最適レギュレータの設計

８. ５　制御対象の離散化と離散時間最適レギュレータ

８章のポイント

章末問題



付録

１　アッカーマンの方法の導出

２　本文中で省略したPython スクリプト

３　本書で使用した関数のリスト

著：千田　有一
千田 有一（ちだ ゆういち）

所属　信州大学　工学部　機械システム工学科

経歴　 1990 年千葉大学大学院自然科学研究科博士課程修了（ 学術博士）．1990 年～

2001 年㈱東芝研究開発センター勤務．1994 年～ 1997 年東京工業大学情報理

工学研究科客員助教授併任．2002 年信州大学工学部助教授，現在同教授．

専門　 制御工学とその応用に従事．特にロバスト制御，離散値制御，適応制御．デー

タサイエンスと制御工学の融合研究に興味をもつ．応用としては，車両系の

自律走行制御，精密機器の振動制御，軟弱野菜の自動収穫装置，柔軟布のハ

ンドリング技術開発，製造装置の異常予知等を実施．

所属学会　 計測自動制御学会，システム制御情報学会，日本機械学会，電気学会，

IEEE，ASME など．