|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
 |
| Octave／Matlabで見るシステム制御 |
|
| 浪花 智英 著 |
|
|
| 4,800円 |
|
| A5 192頁 |
|
| 4-87653-315-6 C3055 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
本書は、MATLAB と互換性を持つOctaveについて書かれた世界最初の解説書である。
本書は MATLAB と互換性を持つ数値解析ソフトとして開発が続けられているGNU Octave への入門と，古典および現代制御理論を主としたシステム制御理論を Octave を用いて視覚的に検証し，システム制御理論の中に現れる種々の概念を体感する手段を提供する．
Octave は MATLAB 同様，ベクトルおよび行列の演算機能を持ち，また複素数の演算や，微分方程式の数値解を解くための関数群が用意されている．そのため，従来であれば複雑なプログラミングを必要としていた数値計算法を数行のコマンドによって実現できる．さらに，その計算結果は gnuplot を呼び出すことにより容易にグラフ化される．これらの機能の概説の後に，システム制御理論の中に現れる種々の概念を Octave によって検証する手法を示す．
最初に古典制御理論を取り上げる．ここでは主に，制御系を表す微分方程式をラプラス変換して得られる複素数関数（伝達関数）に基づいて制御系の特性に対する考察が行なわれる．Octave は数式演算機能は持たないために伝達関数の導出を行なうことはできないが，与えられた伝達関数に対して複素数を用いた種々の計算を行なうことができる．特に，ナイキスト線図，ボード線図の 描き方，安定判別の方法，根軌跡の描き方，あるいは過渡応答の計算の具体的な方法が示される．
次に現代制御理論を取り上げる．ここでは線形な制御系を状態方程式と呼ばれる 1 階の微分方程式で表現し，その中に現れる行列とベクトルの計算を通して制御系の特性に対する考察が行なわれる．Octave の行列・ベクトル演算機能を用いてこれらの計算を容易に行なうことができる．本書では特に 1 入力 1 出力の制御系が取り上げられ，可制御・可観測性の判定，対角化，安定判別法，極配置，オブザーバーの構成の実際の計算方法と，それらの結果を図示する方法が示される．
本書はシステム制御理論の中に現れる種々の概念を Octave を用いて数値的に計算する具体的な方法と，その計算結果をグラフ化する方法を丁寧に説明している．そのため，制御理論そのものの詳細な説明は省き，計算を行なう上で必要な数式のみを提示している．計算すべき式とそのための Octave のコマンドの関係は明確に示されており，読者が計算機上で実際にその挙動を確認できるように配慮されている．
本書の構成
第1章 はじめに-- Octave 入門
Gnu Octave の紹介と，簡単な数値計算の例題を通して，Octave がどういうものかということが例示されている．また，その入手方法やインストール方法についても紹介されている．
第2章 Octave の基本的な使い方
ベクトルや行列の表現方法，各種の演算，関数の定義，微分方程式の解法，数値計算結果のグラフ化など，本書で必要とされる基本的な Octave の使い方が，豊富な例題とその計算機上での実行結果と共に示されている．また，MATLAB と Octave の異なる部分も明確に示され，本書で書かれた例題をMATLAB で実行する際の注意が記されている．
第3章 Octave で見る古典制御
古典制御理論の中で用いられる伝達関数に対する解析の手法を Octave によって行なう方法が示されている．特に，ナイキスト線図や，ボード線図の描き方，過渡応答の計算とそのグラフ化，安定判別法，根軌跡の描き方などが例題と計算機上での実行結果と共に示されている．
第4章 Octave で見る現代制御
現代制御理論の中で用いられている一階常微分方程式に対する解析の手法をOctave によって行なう方法が示されている．簡単のために 1 入力 1 出力の制御系が対象とされ，可制御・可観測性の判定，対角化，安定判別法，極配置，オブザーバーの構成の実際の計算方法が，実際の計算結果と共に示されている．
第5章 Octave で見る非線形制御系
非線形な動特性を持つ 2 リンクのロボット・マニピュレータを取り上げ，その数値シミュレーションの手法とともに，いくつかの制御入力の構成方法と，それによる制御結果の計算の方法が示されている．
第6章 Octave で見るディジタル制御
連続時間系を離散化して得られる離散時間系に対してはディジタル制御がある．この章では Octave を用いてディジタル制御系を解析する手法が示されている． |
|
 |
|
 |
|
|
|
