この記事ではRLC回路の過渡現象についてまとめます。本記事の元となった関連動画は最下部に置いていますので、理解のためにそちらもご覧ください。 微分方程式について RLC回路の過渡現象について RLC回路の過渡現象解析 解析手順 RLC直列回路の例 TinkerCADによるシミュレーション実行 [動画]RC回路の過渡現象 [動画]RLC回路の過渡現象 自己紹介 微分方程式について 以下は，過渡現象について説明した動画になります。 youtu.be また、以下は、微分方程式の解法について説明した動画になります。RC回路の過渡現象に触れる前に視聴することをお勧めします。 youtu.be RLC回路の過渡現象について RLC回路の過渡現象解析 それではRLC回路の過渡現象解析について説明していきたいと思います。 過現象について説明した後、過渡現象の解析方法その具体的な例を示していきたいと思います

この記事では状態方程式表現されたシステムの状態フィードバック制御についてまとめます。状態方程式表現されたシステムの最適レギュレータについて説明した動画を最下部に置いています。 なお、状態フィードバック制御の全体像は次の記事でまとめています。 状態フィードバック制御・状態方程式に基づく制御のまとめ 最適レギュレータの状態フィードバック制御構造 最適レギュレータの考え方 最適レギュレータ問題の解 数値例を用いた最適レギュレータの検証 関連動画 MATLABシミュレーションによる最適レギュレータ 関連ページ（最適制御） 自己紹介 最適レギュレータの状態フィードバック制御構造 それでは状態フィードバックと最適制御、最適レギュレーターついて説明をしていきます。最適レギュレータは制御工学分野で広く知られた基礎的な設計手法の一つです。 まず状態フィードバックについての説明をします。状態方程式表現をされた

本記事では、不安定零点を持つシステムの制御方法について述べます。以下の文献の簡易版です。より詳細について内容を知るためには，以下のリンクからご覧ください。 www.jstage.jst.go.jp 不安定零点 以下が、不安定零点を持つ制御対象伝達関数の一例です。 伝達関数において、零点は分子多項式 = 0 を満たす s であり、一つ目の対象の零点は s = 1 であり、二つ目の対象の零点は s = 1 ± i です。双方ともに実部が正の値を取っています。零点の中で一つでも不安定零点を持つと制御が極端に難しくなります。 不安定零点を持つシステムの実例 制御系を設計では，多くの場合において制御系の極に注目します。しかし，適当な減衰率となるように制御系の極を配置したとしても時間応答が期待通りの波形にならない場合があります。これには制御対象の零点が関係していて，制御対象の零点がフィードバック制御に

この記事では状態方程式表現されたシステムの状態推定（オブザーバ）についてまとめます。状態方程式表現されたシステムの状態オブザーバについて説明した動画は最下部に置いています。オブザーバは，観測できない情報を計算機内で観測することからソフトウェアセンサー（ソフトセンサ）とも呼びます。 なお、状態フィードバック制御の全体像は次の記事でまとめています。 状態フィードバック制御・状態方程式に基づく制御のまとめ 状態オブザーバの概要 状態オブザーバの基本的な考え方 オブザーバの立式 関連動画 状態オブザーバの研究 関連ページ（状態オブザーバ） 自己紹介 状態オブザーバの概要 それでは状態オブザーバーについて説明をしていきたいと思います。制御系において、必ずしも、システムのすべての信号をセンシングできるとは限らないことから、状態を推定する必要があります。状態方程式において、一般的に（速度や位置など）の変

この記事ではメールの書き方についてまとめます。電子メールの書き方について説明した動画や関連記事リンクは最下部に置いています。 電子メールについて 電子メールの基本事項 送信事例 電子メールの利点と注意点 送信者は好きな時刻に送付でき、受信者も都合のよい時間に読むことができる 記録、データが残る 多くの人に連絡することができる（複数の宛先，メーリングリストなど） データ・ファイルを一緒に送付できる 場合によっては読まれない、開かれないことがある 書き方によって誤解を招くことがある 電子メールの書き方に関する動画 参考資料・記事 電子メールについて電子メールは、他者に連絡する手段として広く利用されています。大学においては、教員との連絡・やりとりや入社試験に関する企業との連絡・やりとりなどに用いられることになります。SNS（LINEやSlack）などを利用したやりとりもありますが、基本的には電子

本記事では、初学者がLaTeXでレポートを執筆するための方法についてまとめます。熊本大学情報電気工学科・半導体デバイス工学課程の1年生（工学基礎実験）を想定して記事執筆しています。 TeXによる論文の執筆に関するメインページはこちらです。図表の作成などの詳細はこちらのページから確認ください。 >>LaTeXによる論文の執筆方法 LaTeXの利用 簡単なTeXソースコード 空白と改行 簡単な数式 レポートの書き方例 関連記事 LaTeXの利用 簡単なTeXソースコード ここでは、LaTeXの実行環境が揃っている場合を想定して説明します。クラウドサービスによる実行環境については、TeX論文のメインページに説明があります。 TeXのソースプログラムは「ファイル名.tex」という形で拡張子.texが必要になります。ファイル作成時には拡張子に注意してください。 テキスト形式であり、TeXソースプログ

この記事ではMATLABを用いた制御について画像・動画を交えて説明します。特に、状態フィードバック制御に焦点を当てて説明を行います。MATLABシミュレーションについて説明した動画や関連記事リンクは最下部に置いています。 状態フィードバック制御については以下の記事でまとめています。 >>状態方程式に基づく制御のまとめ 状態フィードバック制御の基礎事項 MATLABソースへのリンク 実行結果 リアプノフの安定判別法 MATLABソースへのリンク クレーンの振れ止め制御 以下のリンクでは、クレーンの振れ止め制御のMATLABファイルを置いています。MATLABソースへのリンク（アニメーション） MATLAB制御シミュレーションの動画・関連記事 関連ページ 自己紹介 状態フィードバック制御の基礎事項 以下のリンクには、状態フィードバック制御の基礎事項を実行するmlxファイルを置いています。その他

この記事では数式のLaTeXにおける記述についてまとめます。TeXによる論文執筆全体のまとめ記事はこちらをご覧ください。 >>LaTeX論文執筆ガイド（TeX論文執筆のまとめ記事） 数式の書き方 TeXにおける数学記号の書き方 命令（数学記号） 出力結果（数学記号） 命令（2項演算子・関係子など） 出力結果（2項演算子・関係子など） 命令（アクセント） 出力結果（アクセント） TeXにおける行列の書き方 行列を2行に分けるTeXコード 行列を2行に分ける出力結果 数式の参照 数式の書き方 数式を記述する上で、amsmath, amssymbのパッケージを使うことで各種の数学記号等を自由に使えるようになります。数式の記述例（コード，出力）を以下に示します。 コード01 出力01 TeXにおける数学記号の書き方 よく用いる数学記号の命令と出力とを列挙します。 ここで挙げたものは一例であり、数式

この記事では倒立振子についてまとめます。制御工学で倒立振子は、制御が難しい対象として実験で広く利用されています。本記事では、倒立振子のシステム構成の説明と状態フィードバックによる制御について説明を行います。倒立振子の安定化制御について説明した動画や関連記事リンクは最下部に置いています。 倒立振子の構造 エンコーダによる角度センシング 状態フィードバック制御による振子の安定化 車輪型倒立振子システムと状態フィードバック制御 倒立振子の動画・関連記事 倒立振子の構造 まず、倒立振子の構造について説明します。倒立振子は不安定、かつ不安定零点も有する難しいシステムです。そのため、各種制御手法の検証を行うためのターゲットとして広く利用されています。 倒立振子の特徴 さらに、大きな動作領域で動かす場合には、倒立振子システムの非線形性を考えた設計が重要になってきます。ここでは、回転型倒立振子を用いたシス

ここでは、LaTeXによる論文やレポートの執筆方法について説明します。特に、数式の多い分野では文系・理系を問わずLaTeXによる執筆が便利です。また、書籍もTeXで執筆することができます。クラウドサービスによるTeX利用や、基本的な数式・図・表・参考文献の記述方法についての解説をしています。冒頭にTeXのメリットを解説します。 2024/2/17現在、初期投稿として記事をアップロードしましたが、本日より数カ月かけて更に更新していき、最終的にはボリュームを5倍くらいにして良いものを目指していこうと考えています。 TeXによる論文執筆のブログ記事作成経緯 LaTeXのメリット 式番号や章のラベルと引用 バージョン管理の容易さ エディタの種類 保守管理の容易さ クラウドサービスによるTeXの利用方法 初歩的なLaTeX利用 論文執筆時のLaTeX基礎事項 文書の書き方 数式の書き方 数式のTeX

この記事では状態方程式に基づく制御について1つの記事にまとめます。状態フィードバック制御の個々のトピックの詳細を説明した記事へのリンクは都度貼っています。 状態方程式の基本事項 可制御性と可観測性 可制御性 次数ごとの可制御性行列 可観測性 次数ごとの可観測性行列 同値変換による状態座標の変更 同値変換の前後で保存される性質 状態方程式の同値変換手順 極配置による状態フィードバック制御 状態フィードバック制御と自律系 配置された極と制御性能 スカラシステムの極と応答 極と安定性 極配置と制御性能 可制御正準形の極配置 可制御正準形の制御則と構造 2次の場合の特性方程式 最適レギュレータによる状態フィードバック制御 最適レギュレータの考え方 最適レギュレータ問題の解 状態オブザーバと併合系による制御 状態オブザーバの基本的な考え方 オブザーバの立式 実機実験とシミュレーション MATLABシ

この記事では状態方程式表現されたシステムの状態フィードバック制御についてまとめます。特に、極配置によるゲイン設計手法と極配置と性能の関係について触れています。最後に、本記事の関連動画を置いておりますので併せてご覧ください。 なお、状態フィードバック制御の全体像は次の記事でまとめています。 状態フィードバック制御・状態方程式に基づく制御のまとめ 状態方程式とフィードバック制御 制御対象の状態方程式表現 状態フィードバック制御と自律系 配置された極と制御性能 スカラシステムの極と応答 極と安定性 極配置と制御性能 極と応答のまとめ 可制御正準形の極配置 可制御正準形の制御則と構造 2次の場合の特性方程式 3次の場合の特性方程式 実機実験とシミュレーション MATLABシミュレーション 状態フィードバック制御の関連動画 MATLABシミュレーションによる極配置 関連ページ（極配置） 自己紹介 状

この記事では正方行列の固有値と固有ベクトルについてまとめます。線形代数学の中でも固有値・固有ベクトルは主要トピックとして扱われています。本記事では主に固有値に焦点を当ててその応用例や事例について紹介します。固有値・固有ベクトルについて説明した動画や関連記事リンクは最下部に置いています。 行列の固有値 正方行列の特徴は？ 固有値の特徴 固有値の利用例 具体的な固有値の取りうる値について 簡単な固有値の例 1 × 1の行列（スカラ）の固有値 対角行列の固有値 三角行列の固有値 計算機による固有値の計算について 特異値 固有値の活用例（制御工学：極配置によるフィードバック制御） 固有値・固有ベクトルの動画（7本） 自己紹介 行列の固有値 n×nの正方行列が与えられたとき、その行列にはnの二乗の要素があります。nが大きくなればなるほど、行列の特徴を捉えにくくなります。行列の特徴量として代表的なもの

この記事では状態方程式表現されたシステムの同値変換（等価変換，座標変換）についてまとめます。状態方程式の同値変換について説明した動画は最下部に置いています。 なお、状態フィードバック制御の全体像は次の記事でまとめています。 状態フィードバック制御・状態方程式に基づく制御のまとめ 状態方程式の表現 同値変換（座標変換）の概要 同値変換の前後で保存される性質 状態方程式の同値変換手順 同値変換のメリット 可制御正準形 対角正準形 状態方程式の同値変換に関する動画 関連ページ（同値変換） 自己紹介 状態方程式の表現 まず制御対象のダイナミクスが、次図の状態方程式表現として与えられている場合を考えます。状態方程式に基づく制御は、制御工学分野の基礎的な内容の一つです。 状態方程式の記号 制御入力はu、制御出力はyであり、状態を x とします。そして n が制御対象の次数であり、状態ベクトルの要素数は

この記事ではシステムの可制御性・可観測性についてまとめます。まず，可制御性について述べたいと思います。なお，可制御性・可観測性について説明した動画へのリンクは最下部に置いています。 なお、状態フィードバック制御の全体像は次の記事でまとめています。 状態フィードバック制御・状態方程式に基づく制御のまとめ 状態方程式表現 システムの可制御性 次数ごとの可制御性行列 状態方程式の可観測性 次数ごとの可観測性行列 可制御・可観測に関する動画 関連ページ（可制御・可観測） 自己紹介 状態方程式表現 状態方程式の記号 まず制御対象の状態方程式表現は上図のようになっています。まず状態方程式において、制御入力はu、制御出力は y です。状態ベクトルは x と表現していて、その要素数は n個あります。 このようなシステムの次数のことをnという記号を用いて表していて、 n 次のシステムに対してA 行列は n

以下のリンクの記事の中で、大学教員として生き残る上で、教員ポストが減っていっている以上は他の分野の研究者との公募戦線での争いになってしまう旨と、インパクトファクターや論文数に関する考えについて最後に触れています。最後にも同じリンクを貼っておくので、以下のリンクには行かずに本記事を読んで頂ければ幸いです。 blog.control-theory.com ここでは、「被引用や論文数が少ない分野の研究者は、他の研究分野に対してどういうポジトークをすればよいのか？」について書いていきます。 では、そもそもパイが少なく論文が多くなり得ない分野はどのように考えればよいか？という視点で書き進めたいと思います。 この記事は、渡邉究先生のポストをきっかけに書いています。 先程のリンクを修正しました⇩ 日本数学会による数学の業績評価に関する記事。https://t.co/GipEssKEns https://

この記事ではシステムの状態方程式表現（状態空間実現, State-Space Realization）についてまとめます。状態方程式の表現について説明した動画は最下部に置いております。ここでは、状態方程式表現に関する式の説明と制御システムの分類、状態空間表現の導出方法（モデル化、常微分方程式・伝達関数からの変換）について述べます。 なお、状態フィードバック制御の全体像は次の記事でまとめています。 状態フィードバック制御・状態方程式に基づく制御のまとめ 状態空間実現 状態方程式の分類（時不変，時変，非線形） モデリング 状態方程式表現に関する動画 関連ページ（状態方程式） 自己紹介 状態空間実現 それではシステムの状態方程式表現について説明していきます。状態方程式表現は制御工学において重要な制御対象の表現形式です。ここでまず状態方程式の主な記号について説明していきます。 状態方程式の記号 ｔ

この記事ではモデル予測制御（Model Predictive Control, MPC）についてまとめます。モデル予測制御について説明した動画や関連記事リンクは最下部に置いています。モデル予測制御は，様々な制御問題に利用可能でかつ合理的な入力を生成することができる汎用的な制御手法です。MPCの応用領域やアルゴリズム，利用時に注意すべき点などについて述べた記事になります。本記事は概要を理解するための入門的な内容であり，数式はありませんので，実装する場合は関連書籍や文献を参考にして頂ければと思います。 モデル予測制御とは MPCと応用領域 モデル予測制御における最適化問題 モデル予測制御のアルゴリズム 数理計画法のソルバ 非線形計画法のソルバ 実装上の注意点 カルマンフィルタ・モデル誤差抑制補償器とMPCの併用 動画によるMPCの紹介 モデル予測制御の関連記事・文献 モデル予測制御の書籍・本

この記事ではモデル誤差抑制補償器（Model Error Compensator, MEC）についてまとめます。モデル誤差抑制補償器に関する動画・関連記事・関連論文・MATLABリンクは最下部に置いています。モデル誤差抑制補償器は，制御系のロバスト性を高める方法です。既存の制御系のロバスト性を高めたり，ノミナルの制御手法と併用してロバスト性を向上したりする目的で使用できます。本記事は以下の総合論文をベースにしてモデル誤差抑制補償器を紹介したものです。式展開や理論の詳細は原稿や最下部の関連論文をご覧ください。 執筆者：制御工学の研究を20年行っている国立大学教員 >>（総合論文，計測と制御PDF）モデル誤差抑制補償器を用いた既存制御系のロバスト化 (無料公開, J-Stage) JSTプレプリントサーバ(PDF) モデル誤差抑制補償器の概要 非線形システムのロバスト化 非最小位相系のロバスト