kuni_memo @ ウィキ
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Library > 工学 > 制御工学

制御理論って何？制御対象を制御するための理論。制御対象は何でもよい（ロケット、衛星、工場プラント、熱、電気、機械、化学、ビルディング制揺）。歴史は長く、蒸気機関の進展に始まり、電気回路、半導体素子の進展、コンピュータの発展とともに、実用性の幅を広げている。工学では、電気工学、電子工学でも化学工学でも機械工学、、垣根を越えた共通分野。数学者も数学として取り組んでいて貢献している。汎用性が広いので、メタ理論、純粋工学とか言われている。数学的なバックグラウンドは、微分方程式(線形・非線形)、関数解析である。 

My Notes(ぼちぼちメモ始めました)。
コアな話題に絞ってます。私の記述時間がなく細かい話は引用文献に任せます。

リンク集

プロセスシステム工学の情報源

現代制御理論memo (Yasunari SHIDAMA )

講義テキスト集

いくつかの大学の後悔されている講義資料pdfのリンク集

制御工学全般

西村　正太郎, ... 制御工学

大学の時のテキストだった。 ラプラス変換を用いた解析とz変換でのデジタル制御がメイン。 現代制御理論はそれほど詳しくないが、古典制御からの橋渡しになるような内容。 Exampleが多くてよい。

有本　卓, ... システム制御の数理, 岩波講座 応用数学

かなり広範囲に渡る数学的理論を詰め込んだような内容。

有本　卓, ...数学は、工学の期待に応えられるのか

有本さんは、数学科出身だが、情報理論と制御工学に貢献してきた。 そのような経緯をふまえて、工学に潜む数学的テーマを抽出した本。

木村 英紀,　"制御理論講義-体系的理解のために-", サイエンス社

橋本, 小林, 石井, 大山, "Scilabで学ぶシステム制御の基礎"

取り扱ってる範囲が広くてびっくり。

橋本, 石井, "Scilab/Scicosで学ぶシミュレーションの基礎"

H∞制御まで取り扱っているあたりがすごい。

位相同期

ガードナー,PLL位相同期化技術

国内で販売されているPLLの本の中では超詳しい。

古典制御論

吉川 恒夫, "古典制御論"

よくまとまっていると思う。ロバスト制御への橋渡し部分もうまい。

古典制御理論（特にPID制御理論）

PID制御はCPUスペックの低いもので使用するには、現実的な手法

須田 信英, ...PID制御

PID制御のパラメータ決定方法が知りたくて買った本。 様々な応用事例、改良例が盛り込まれている。 PID制御を詳しく知りたい場合は、おすすめの本。

山本, 加藤, ...PID制御の基礎と応用

須田先生の本よりは、内容的に少なめだけど、実際にすぐ使えそうなものに絞っている感じがする。 須田先生の本より、入門向け。

モータ制御 

特殊なので、項目から分離。

松原　篤, ...精密位置決め・送り系設計のための制御工学

かなり実用面を意識した本。実際の制御の部品との理解の整合をとるにはよい。 難しい理論には立ち入っていない。モータ駆動系の話がうまくまとめられている。

山口, 平山, 藤本, "ナノスケールサーボ制御"

ロバスト制御を中心に、モータ制御（ディスク読み出し）の応用向けに書かれている。

永久磁石同期モータのベクトル制御技術

人工衛星姿勢制御・航空宇宙関係

かなり業界の狭い航空・宇宙における制御応用

茂原正道,"宇宙工学入門 -衛星とロケットの誘導・制御-",培風館

茂原正道,木田隆,"宇宙工学入門 II -宇宙ステーションと惑星間飛行のための誘導・制御-",培風館

冨田信之,"宇宙システム入門 ロケット・人工衛星の運動 ",東京大学出版会

茂原さんの本,"宇宙工学入門"で軌道に関しての詳細文献として紹介されていた。

姿勢制御研究委員会編,"人工衛星の力学と制御ハンドブック",培風館

超分厚い本です。

木田,小松,川口,"人工衛星と宇宙探査機",コロナ社

茂原,鳥山,"衛星設計入門",培風館

畑,泉,川口,"航空・宇宙における制御",産業制御シリーズ,コロナ社

江口弘文,"Matlabによる誘導制御系の設計",東京電機大学出版局

誘導制御系の本が存在するとは思わなかった。。。元防衛庁の研究者、「防衛技術ジャーナル」とか時々引用している。

現代制御理論

美多　勉、小郷　寛, ...システム制御理論入門

理論のみのごちごちの本に見えるが、数学的にすっとばしている部分が結構ある。 現代制御理論を数学的に勉強を始めるにはよい本。 時間をちゃんととらないと読みにくい。

木村 英紀, "動的システムの理論"

有本 卓, "線形システム理論"

本のタイトルは、線形システムであるが、最終章では、非線形システムに必要な理論(Popovの定理など)についても記載されている。数学的に難しい書き方をしている。

片山 徹, "システム同定"

現代制御理論〜ポスト現代制御理論

カルマンフィルター〜データ同化 

カルマンフィルタ〜

有本 卓, "カルマンフィルター"

初学者にはこれがベストだと思った。線形代数、確率論の基本を押さえた後、離散時間カルマンフィルター、連続時間カルマンフィルター、定常カルマンフィルターの説明をしている。 離散時間カルマンフィルターの章では、「ベイズ推定による導出」と、「線形最適化問題による導出」の2通りの説明を行い、同一の結果が得られることを説明している。

足立 修一,丸田 一郎, "カルマンフィルタの基礎", 東京電機大出版局

入門的でよいと思う。雰囲気をつかむにはよいけど、説明がざるいと思った。

片山 徹, ...応用カルマンフィルター

片山 徹, ...非線形カルマンフィルター

津野, "Kalman-Bucyのフィルタ理論"

数学的すぎるっぽい予感。 

データ同化

淡路,蓮池,池田,石川,"データ同化-観測・実験とモデルを融合するイノベーション-"

データ同化入門, シリーズ予測と発見の科学6

予測制御・適応制御

Jan M. Maciejowski, ... モデル予測制御　制約のもとでの最適制御

鈴木 隆, "アダプティブコントロール"

Kalkkuhl, Hunt, Zbikowski, Dzielinski, "Applications Of Neural Adaptive Control Theory"

ヤ･ゼ･チプキン ,"制御系における適応と学習"

ソ連の本。古い。

単純適応制御 SAC

H.Kaufman, I. Bar-Kana, K.Sobel, "Direct Adaptive Control Algorithm -theory and applications-"

岩井, 水本, 大塚, "単純適応制御 SAC"

H-∞制御理論・ロバスト制御

木村 英紀, "H∞制御"

ロバスト制御に取りかかる前に読むべき

木村 英紀, 藤井　隆雄, 森 武宏, "ロバスト制御"

木村 英紀, "H∞制御"を読んだ後読むといい。

前田,杉江,"アドバンスト制御のためのシステム制御理論"

中身を開いてみたら、ロバスト制御、H∞制御理論の本だった。新しい成果まで整理されている。

藤森　篤, ... ロバスト制御

初学者は、内容的にきつい。

J.C. Doyle, B.A.Fracis, A.R.Tannenbaun, フィードバック制御の理論　-ロバスト制御の基礎理論-

シンプルにまとまっている。 現代制御理論がわかっていれば、とっかかりやすい。いきなり、高度な内容が羅列しているわけじゃないので、最初勉強するには良いと思う。ロバスト制御って、こんなことかってのがすぐつかめると思う。

蛯原 義雄, "LMIによるシステム制御-ロバスト制御系設計のための体系的アプローチ-"

LMI(linear matrix inequality)。

スライディングモード制御理論

機械工学最前線１, .... 運動と制御の最前線

野波, 田, ... スライディングモード制御 非線形ロバスト制御の設計理論

非線形制御理論

平井 一正, "非線形制御"

よくまとまっているいい本だと思った。

大塚 敏之, "非線形最適制御入門"

大石 進一, "非線形解析入門"

日本機械学会, "非線形系のダイナミックス"

島 公脩, 山下 裕, 川村 武, 石動 善久, 渡辺 昭義, 横道 政裕, "非線形システム制御論"

潮, "カオス制御"

M. VIDYASAGAR, "Nonlinear Systems Analysis"

平井 一正, "非線形制御"に似てると思った。

Slotine, Li, "Applied Nonlinear Control"

平井 一正, "非線形制御"に似てると思った。

Alberto Isidori, "Nonlinear Control Systems"

リンク

リミットサイクル関係...カオス現象

  • 以下の論文見たいが、アクセスできない。
  • Patra, K.C.; Singh, Y.P. , Graphical method of prediction of limit cycle for multivariable nonlinear systems
  • Kouvaritakis, B.; Cameron, R.G. , Discrete-time multivariable criterion for limit cycle predictions
  • Lin, C.-H.; Han, K.-W. , Prediction of limit-cycles in nonlinear two-input two-output control systems
  • Cameron, R.; Kouvaritakis, B. ,Limit-cycle predictions in sampled data systems
  • Gray, J.O.; Nakhla, N.B. , Prediction of limit cycles in multivariable nonlinear systems

ディジタル制御

安定性に関する議論は、従来のディジタル信号処理に毛が生えただけの内容だ。 リミッタサイクルの影響を考慮した書籍が少ない。

デッドビート制御が重要な成果だと思う。 Y.Zhao and H.Kimura, "Two-degree-of-freedom dead-beat control system with robustness: multivariable case"

古田 勝久, "ディジタルコントロール", コロナ社

参考文献が非常に充実している。現代制御理論の解説が充実しており、予測制御の入門的記述がある。

荒木 光彦, "ディジタル制御理論入門", 朝倉書店

個人的にこの本は、好き。珍しく、デッドビート制御についての記載が行われている。

萩原 朋道, "ディジタル制御入門", コロナ社

この本で、ChenとFrancisの本の存在を知る事ができた。

Chen, Francis, "Optimal Sampled-Data Control Systems", Springer

Ackerman, "Sampled-Data Control Systems", Springer

確率制御理論

保江邦夫,"量子力学と最適制御理論"

関連分野

微分方程式

モデル同定など

適応フィルタ、適応信号処理

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最終更新：2014年12月31日 16:26