制御工学

PID制御とは比例・積分・微分の３つを組み合わせて行う制御方式である。 PID制御は次のように与えられる。 \begin{align}u(t)=K_P e(t) + K_{I} \int_0^{t} e(\tau) d\tau + K_D ...

PID制御則が \begin{align} u(t)=K_{p} e(t) + K_{i} \int e(\tau) d \tau + K_{d} \frac{d e(t)}{dt}\end{align} で与えられているとき、この制御則に...

PID制御は \begin{align}u(t)=K_{p} e(t) + K_{i} \int e(\tau) d \tau + K_{d} \frac{d e(t)}{dt}\end{align} のような問題を言い、\(r \equi...

システムの安定性を調べるにはLyapunov方程式 \begin{align}PA+A^{T}P=-Q\end{align} を調べればいい。 \(P\)は\(A\)の固有値の実部が負であれば \begin{align}P=\int_0^\...

線形システム \begin{align}\dot{x} (t) = A x(t) + B u(t)\end{align} について、行列 \begin{align}A-BK\end{align} の固有値の実部が全て負になるような状態フィー...

\( \forall \varepsilon > 0\)に対して\(\delta > 0\)が存在して、\(\| x_0 - x_e \| < \delta \)となる初期状態\(x_0\)について、\(\| x(t) - x_e \| <...

微分方程式系が\(t\）を含まないとき、すなわち、ある微分方程式系が \begin{align}\dot{x} = f(x(t)) \hspace{5mm} f(x_e) = 0\end{align} のとき、このシステムを自律システムとい...

入力\(u(t)\)と状態ベクトル\(x(t)\)を用いて記述される次のシステムがあるとする。 \begin{align}y=f(x(t),u(t))\end{align} このシステムの内部安定性を調べるために\(u(t)\)を時間関数に...

連続時間でのローパスフィルタは \begin{align}H_{s}=\frac{1}{\tau s +1} \end{align} \(s=\displaystyle \frac{1-z^{-1}}{T_s}\)を代入して \begin{...

制御対象の状態方程式を次で与える。 \begin{align}\frac{dx}{dt}=Ax+Bu\end{align} ここで\(x\)を状態ベクトル、\(u\)を入力、\(A,B\)は係数行列である。 この制御対象について、LQ制御問...

ある行列\(A\)について状態遷移行列\(e^{At}\)は次のようにして求める。 \begin{align}e^{At}=\mathcal{L}^{-1} \end{align}

MATLABで離散化された伝達関数のH∞ノルムを求める。H∞ノルムは以前求めたベクトル軌跡のノルムの最大値 \begin{align}P(e^{i \theta})= \sup_{\theta \in } \left | \frac{1}{...

離散化された伝達関数のナイキスト線図を描く。離散化された伝達関数を \begin{align}P(z^{-1})=\frac{1}{1+2z^{-1}+3z^{-2}}\end{align} とするとベクトル軌跡は\(z=e^{i \the...

PID制御器を後退差分で離散化する。後退差分は \begin{align}s=\frac{1-z^{-1}}{T}\end{align} で表されるのでPID制御器に適応すると操作量は \begin{align}C=K_P+K_I \fra...

PID制御器の伝達関数 \begin{align}C(s)=K_P + \frac{K_ I}{s} + K_D s\end{align} を双一次変換で離散化する。\(s\)に \begin{align}s=\frac{2(1-z^{-1...

安定でプロパなSISOシステムの\(H_∞\)ノルムは \begin{align}\|G(s) \|_\infty =\sup_{\omega} \{ G(j \omega) \}\end{align} で与えられる。