橋平礼の電験三種合格講座

過去50年分以上の電験三種の問題を解いて分かった、電験三種は今も昔も変わりません。過去問を解きながら合格を目指しましょう。

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GO-AHEADの書籍(基礎から学ぶ制御工学)

 


基礎から学ぶ制御工学

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 制御は様々なところで、行われており、生活の中にあるエアコンや炊飯器などの家電、もうみんなが手放せなくなっているスマートフォンもひとつのIoT機器と考えても良いでしょう。自動車ももうすでに100個程度のマイコンが組み込まれており、法律さえ整えば、自動運転できるロボットマシンとなりつつあります。制御にはいろいろな分け方がありますが、時間や手順通りに行う、信号機や自動販売機のような制御を行うシーケンス制御と、エアコンのように温度を一定の値に保ちたい制御を行う、目標の値にするフィードバック制御があります。ここでは、目標の値に一致させるような制御を行うフィードバック制御について説明します。
 

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まえがき   ・・・・・4

1.システム   ・・・・・6

 1.1システムとは

 1.2フィードバック制御

2.電気工学と機械工学における基本要素・・・・・9

 2.1 電気工学の基本要素

  (1)抵抗

  (2)コイル

  (3)コンデンサ

 2.2 機械工学の基本要素

  (1)質量

  (2)バネ

  (3)ダンパー

3.制御で用いる数学 ・・・・・21

 3.1 1階微分方程式

 3.2  2階線形微分方程式

 3.3 ラプラス変換

  3.3.1 ラプラス変換の基礎理論

  3.3.2 主なラプラス変換表  

 3.4 電気系例題

 3.5 流体の微分方程式例題

 3.6 熱の微分方程式例題

 3.7 機械系の微分方程式例題

  3.7.1 ラグランジュの運動方程式の基本

  3.7.2 例題1(バネの運動方程式)

  3.7.3 例題2(振り子)

  3.7.4 例題3(回転駆動剛体)

  3.7.5 例題4(倒立振子)

       物体の投げ上げ

  クレーンの振れ止め制御の運動方程式

 3.8 部分分数に分解する方法

 3.9 ラプラス変換の諸性質
4. ブロック線図     ・・・・・178

 4.1 ブロック線図の基本要素

 4.2 ブロック線図の等価変換

  (1)直列結合

  (2)並列結合

  (3)フィードバック結合

 4.3 ブロック線図例題

  (1)ベルヌーイの定理-1-2

  

5.伝達関数       ・・・・・209

 5.1 伝達関数

 5.2 インパルス応答

 5.3 ステップ応答

 5.4 2次遅れ系の応答

 5.5 安定

  5.5.2 ラウスの安定判別法

  5.5.3 フルビッツの安定判別法

6.周波数伝達関数       ・・・・・235

 6.1 周波数伝達関数

 6.2 ベクトル軌跡-1-2

 6.3 ボード線図

 6.4 ボード線図の近似

 6.5 安定余裕

7.PID制御           ・・・・・277

 7.1 P制御(比例制御)

 7.2 I制御(積分制御)

 7.3 D制御(微分制御)

 7.4 PID制御(比例・積分微分制御)

 7.5 PIDパラメ-ターの調整方法

  7.5.2 ステップ応答法

 7.6 PIDパラメ-ターの調整方法

8. 参考文献        ・・・・・299