1章 序論 |
1.1 制御とは 1 |
1.2 定量的な制御と外乱 2 |
1.3 フィードバックと制御 4 |
1.4 計測とフィードバック 7 |
1.5 フィードバック制御系の構成 8 |
1.6 フィードバック制御系の分類〔Ⅰ〕 10 |
1.6.1 追値制御と定値制御 10 |
1.6.2 自力制御と他力制御 11 |
1.7 フィードバック制御系の分類〔Ⅱ〕 13 |
1.7.1 サーボ機構 13 |
1.7.2 自動調整系 16 |
1.7.3 プロセス制御 17 |
2章 線形フィードバック制御理論の数学の準備 |
2.1 ラプラス変換法の意義 20 |
2.2 ラプラス変換 22 |
2.2.1 ラプラス変換の定義 22 |
2.2.2 ラプラス積分の収束領域 23 |
2.2.3 時間関数のラプラス変換 25 |
2.2.4 演算のラプラス変換 28 |
2.3 ラプラス逆変換 31 |
2.3.1 ラプラス逆変換の線形性 31 |
2.3.2 展開定理 31 |
2.4 ラプラス変換・逆変換に関する公式 36 |
2.4.1 f1(t)f2(t)のラプラス変換 36 |
2.4.2 初期値定理 37 |
2.4.3 最終値定理 38 |
演習問題 38 |
3章 信号伝達からみたシステムの取り扱い |
3.1 信号伝達と伝達関数 40 |
3.1.1 重み関数 40 |
3.1.2 任意の入力信号に対する出力信号・重畳積分 41 |
3.1.3 伝達関数 42 |
3.1.4 代表的な伝達関数とその要素 44 |
3.1.5 出力信号の求め方 47 |
3.1.6 ステップ応答 48 |
3.2 周波数応答 51 |
3.2.1 周波数応答の定義 51 |
3.2.2 周波数特性の求め方 52 |
3.2.3 周波数特性の表し方 53 |
3.3 信号流れ線図 62 |
3.3.1 信号流れ線図の構成 62 |
3.3.2 信号流れ線図の等価変換 64 |
3.3.3 信号流れの反転 68 |
3.3.4 グラフ・トランスミッタンス(Masonの公式) 70 |
3.3.5 ベクトル信号流れ線図 73 |
3.4 ブロック線図 75 |
3.4.1 ブロック線図の構成 75 |
3.4.2 ブロック線図と信号流れ線図 76 |
演習問題 78 |
4章 構造と内部状態からみたシステムの取り扱い |
4.1 線形系の状態変数表示 81 |
4.1.1 状態変数,状態方程式,出力方程式 81 |
4.1.2 状態方程式,出力方程式と信号流れ線図 87 |
4.2 状態方程式,出力方程式と伝達関数 89 |
4.2.1 状態方程式,出力方程式と伝達関数 89 |
4.2.2 伝達関数から状態方程式,出力方程式へ 90 |
4.3 状態空間における解析方法 94 |
4.3.1 状態推移方程式 94 |
4.3.2 離散値系の状態遷移方程式 96 |
4.3.3 状態遷移の数値計算 97 |
4.4 可制御性,可観測性 98 |
4.4.1 可制御性 99 |
4.4.2 可観測性 100 |
4.4.3 可観測性,可制御性と伝達関数 101 |
演習問題 103 |
5章 サーボ機構の解析 |
5.1 サーボ機構の要素とその解析 105 |
5.1.1 ポテンショメータ 105 |
5.1.2 シンクロ 106 |
5.1.3 サーボモータ 107 |
5.2 サーボ機構の信号流れ線図・ブロック線図.状態方程式 115 |
5.2.1 サーボ機構の信号流れ線図・ブロック線図 115 |
5.2.2 サーボ機構の状態・出力方程式 117 |
5.2.3 3次サーボ機構の信号流れ線図・ブロック図 118 |
5.2.4 3次サーボ機構の状態・出力方程式 120 |
5.3 2次系の解析 121 |
5.3.1 標準2次系の特性根 121 |
5.3.2 標準2次系のステップ応答と基本誤差応答 124 |
5.3.3 外乱に対する制御量の応答 128 |
5.3.4 標準2次系の閉ループ周波数応答 129 |
5.4 3次系の解析 130 |
5.4.1 1形の3次系 130 |
5.4.2 2形の3次系の安定性 133 |
演習問題 135 |
6章 線形フィードバック制御系の特性解析 |
6.1 フィードバック制御系の基本構成 136 |
6.2 フィードバック制御系の定常特性 138 |
6.2.1 各種目標値波形に対する定常偏差 138 |
6.2.2 外乱に対する定常偏差 143 |
6.3 安定判別〔Ⅰ〕 145 |
6.3.1 安定判別の意味 145 |
6.3.2 Routh-Hurwitzの安定判別法 146 |
6.4 安定判別〔Ⅱ〕-Nyquistの安定判別法 150 |
6.4.1 ナイキストの安定判別法の原理 150 |
6.4.2 安定判別の実際 156 |
6.5 フィードバック制御系の周波数応答 158 |
6.5.1 閉ループ周波数応答 158 |
6.5.2 閉ループ周波数応答とステップ応答との関係 159 |
6.5.3 ニコルズ線図 161 |
6.5.4 開ループ周波数特性と閉ループ周波数特性 163 |
6.6 s平面でのフィードバック制御系の取り扱い 164 |
6.6.1 極,零点配置とステップ応答 164 |
6.6.2 根軌跡 167 |
6.6.3 根軌跡の基本的構造 169 |
6.6.4 根軌跡の概形作成の一例 172 |
6.7 フィードバック制御系の特性評価 174 |
演習問題 176 |
7章 フィードバック制御系の特性改善 |
7.1 序論 177 |
7.2 補償方式と補償回路 178 |
7.2.1 補償方式 178 |
7.2.2 補償回路と補償伝達関数 179 |
7.3 周波数応答による特性設計 184 |
7.3.1 周波数領域での特性改善の考え方 184 |
7.3.2 特性設計手順 187 |
7.3.3 位相遅れ補償の特性設計 188 |
7.3.4 位相進み補償の特性設計 191 |
7.3.5 位相遅れー進み補償の特性設計 194 |
7.4 フィードバック補償 298 |
演習問題 202 |
演習問題解答 203 |
索引 217 |
付図(ニコルズ線図) |