基礎からの制御工学/菊植亮

菊植亮
日本機械学会
JSMEやさしいテキストシリーズ
ISBN：4627681313/9784627681316
発売日:2026年01月

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【内容紹介】
本書は令和5年に日本機械学会誌に12か月にわたって連載された「やさしい制御工学」がベースになっている.説明や例題を充実させたうえで編集されている.

機械工学の「四力」は、現実に存在するモノや物理現象をそのまま扱う学問であるといえよう.これに対して制御工学は、現実のモノを数式として表現した上でその数式を様々な手法で加工することが多い.しかも、ソフトウェアと現実のモノを似たような表現で同列に扱うこともある.そのため、全体的にしばしば抽象的で理解しにくいものになりがちである.本書では、できるだけ機械工学の範疇を逸脱せずに、できるだけ具体的にイメージできるような例を挙げながら説明する.

本書では、伝達関数をベースとした古典制御論と状態方程式をベースとした現代制御論を一つの教科書でシームレスに学ぶことができるように努めた.また、制御工学はプログラミングと直結した実学であることを考慮し、離散時間表現にも重点を置いている.制御工学は電気工学や化学工学とも密接な関係を持ち、その応用範囲は機械工学にとどまらない.しかし本書では、機械系の学生や技術者がイメージしやすいように、主に機械システム(力学システム)を例として挙げながら解説している.また、例題や演習問題を適宜配置し、理解を深めていただけるように努めた.

技術者・研究者を目指す皆さんにとって本書が出発点となり、日本の機械工学を支える一助となれば幸いである.

【目次】
第1章 制御工学とシステム
第2章 ラプラス変換と伝達関数 古典制御論の基礎
第3章 ブロック線図
第4章 周波数応答
第5章 入出力安定性、極、零点
第6章 伝達関数に基づく制御器設計
第7章 状態方程式 現代制御論の基礎
第8章 状態フィードバックに基づく制御器設計
第9章 オブザーバによる状態推定
第10章 離散時間表現とz変換 デジタル制御系への実装