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書籍詳細

コンピュータ制御機械システムシリーズ 9)

  システムのモデリングと非線形制御

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増淵正美 阪大名誉教授 工博 著

川田誠一 都立大助教授 工博 著

発行年月日:1996/11/15 , 判 型: A5,  ページ数:304頁

ISBN:978-4-339-04129-3,  定 価:4,320円 (本体4,000円+税)

ジャンル:

制御系設計の基礎である数学モデルを物質平衡,エネルギー平衡の原理から考え,工学分野の諸例を総合的に解説した。数学モデルは一般に非線形性を持つため,後半では安定性,近似線形化,フィードバック線形化理論なども紹介した。

【目次】

1. モデリング
1.1 モデリングの意味,必要性
1.2 システム
1.3 モデル化の内容と手順
2. 力学システム
1. モデリング
1.1 モデリングの意味,必要性
1.2 システム
1.3 モデル化の内容と手順
2. 力学システム
2.1 単位
  2.1.1 記号とSI単位
2.2 ニュートンの運動の法則
2.3 動的モデリング
  2.3.1 力学システムの基本要素
  2.3.2 1自由度システム
  2.3.3 2自由度システム
2.4 乾性摩擦
2.5 仕事,エネルギー,パワー
  2.5.1 仕事
  2.5.2 エネルギー
  2.5.3 パワー,動力,仕事率,工率
  2.5.4 パワーとエネルギーとの関連
  2.5.5 運動方程式を求めるエネルギー法
2.6 ラグランジュの方程式によるモデリング
  2.6.1 原理
  2.6.2 非保存系に対するラグランジュの方程式
  2.6.3 マニピュレータにおける例
2.7 弾性体の運動のモデリング
  2.7.1 弾性の法則
  2.7.2 弦の横方向運動
  2.7.3 棒の縦方向運動
  2.7.4 棒のねじり運動
  2.7.5 はりの曲げ運動
演習問題
3. 電気・磁気システム
3.1 記号とSI単位
3.2 基本法則
3.3 回路解析,数学モデル,動的応答の例
3.4 パワーとエネルギー
3.5 相似システム
3.6 電気-機械システム
3.7 電気-磁気回路システム
演習問題
4. 流体システム
4.1 流体の性質,記号とSI単位
4.2 流動の基本法則
  4.2.1 連続の式
  4.2.2 オイラーの運動方程式
  4.2.3 ベルヌーイの方程式
  4.2.4 オリフィスを通る流れ
  4.2.5 粘性
  4.2.6 抵抗と慣性
4.3 ベルヌーイの式による流体システム(静的)と流体抵抗
4.4 動的モデルの諸例
4.5 管路を流れる流体-分布システム
演習問題
5. 熱システム
5.1 記号とSI単位
5.2 基本法則
  5.2.1 熱伝導
  5.2.2 時間および場所に関する非定常熱伝導
  5.2.3 熱伝達(対流熱伝達)
  5.2.4 熱放射,ふく射
5.3 熱伝導によるシステム
  5.3.1 外気温度を変動させる場合
  5.3.2 表面からの流入熱量を変動させる場合
5.4 熱伝達によるシステム
5.5 分布熱交換システム
  5.5.1 熱交換器の基礎的動的モデリング
  5.5.2 般的な熱交換器のモデリング
演習問題
6. 化学反応システム
6.1 記号とSI単位
6.2 基本法則
  6.2.1 連続の方程式(物質平衡)
  6.2.2 エネルギー平衡方程式
  6.2.3 状態を表す基礎的関係式
6.3 CSTRにおける発熱反応の動的モデル
6.4 フェノール重合反応器の動的モデル
演習問題
6章までの結言-モデリングのまとめ
7. 線形システムの動的解析
7.1 非線形性
  7.1.1 実システムにおける非線形性
  7.1.2 重ね合わせの原理
7.2 近似線形化
  7.2.1 動作点近傍における線形化
  7.2.2 2入力のシステム,z=f(x,y)の線形化
7.3 状態変数と状態方程式
7.4 伝達関数,伝達関数行列
  7.4.1 1次システム
  7.4.2 2次システム
引用・参考文献
8. 非線形システムの安定性
8.1 自律系
8.2 位相面解析
8.3 平衡点
8.4 安定性の定義
  8.4.1 正定関数
8.5 リアプノフの安定条件
  8.5.1 リアプノフの第一の方法
  8.5.2 リアプノフの第二の方法
  8.5.3 可変勾配法
  8.5.4 線形システムにおけるリアプノフの方法
演習問題
引用・参考文献
9. 可変構造制御
9.1 スライディングモード制御
9.2 スライディングモード制御の設計手順
9.3 切換面の設計(等価制御法)
9.4 切換制御則の導出
  9.4.1 1入力系の場合
  9.4.2 多入力系の場合1(対角化法)
  9.4.3 多入力系の場合2(連続項と不連続項からなる切換制御則)
  9.4.4 チャタリング問題
9.5 ロバスト性の検討
演習問題
引用・参考文献
10. 非線形システムの厳密な線形化
10.1 基本的な考え方
  10.1.1 入力状態線形化の考え方
  10.1.2 入力出力線形化の考え方
10.2 数学的準備
10.3 厳密なフィードバック線形化法
  10.3.1 状態空間線形化法
  10.3.2 入出力線形化法
  10.3.3 動的フィードバック線形化法
10.4 近似フィードバック線形化
  10.4.1 疑似線形化
  10.4.2 拡張フィードバック線形化
  10.4.3 ρ次線形化
10章の結言
引用・参考文献
11. 非線形オブザーバ
11.1 オブザーバ
11.2 指数オブザーバ
11.3 厳密な線形化によるオブザーバ
11.4 拡張線形化法による非線形オブザーバ
演習問題
引用・参考文献
演習問題解答・指針
索引

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