工学系の一分野で、入力および出力を持つシステムにおいて、その状態変数ないし出力を自由に制御する方法全般にかかわる学問分野を指す。主にフィードバック制御を対象にした工学分野の学問である。応用分野は機械系、電気系、化学プロセスが中心であるが、ものを操ることに関する問題が含まれれば制御工学の対象となるため、広範な分野と関連がある。
この記事では、MATLABによる制御シミュレーションのアニメーション実装について紹介します。制御工学の理論を視覚的に理解するためには、シミュレーション結果をアニメーションとして表現することが非常に効果的です。ここでは、MATLAB File Exchangeで公開している6つの制御シミュレーションとアニメーション実装について解説します。 なお、状態フィードバック制御やオブザーバ設計の基礎については次の記事でまとめています。 状態フィードバック制御・状態方程式に基づく制御のまとめ MATLABによる制御シミュレーション アニメーション実装の基本手順 公開しているシミュレーションの紹介 1. 倒立…
制御工学とAIをつなぐ「データ駆動」な制御方法に注目している。制御対象をモデル化をせずに、制御対象への入力と出力の時系列データから制御器を設計できるデータ駆動な手法として、VRFT法とその類似の手法FRIT法について、以前まとめた。 manva.hatenablog.comが、もう一つよく知られたデータ駆動の手法として、NCbT法がある。この手法について解説してみる。 (論文Noniterative Data-driven Controller Tuning Using the Correlation Approach, Karimi et al., 2007) www.academia.ed…
本年度、岡島が計測自動制御学会の制御部門事業委員長をしています。事業委員会では、例年、セミナーの開催とMSCSにおけるワークショップのアレンジを中心に事業を進めております。本日、9月25日は、SICEセミナーの2日目となっています。毎年、セミナーを開催しておりますので興味のある方は以下の事業委員会のページをご覧ください。 FrontPage - SICE制御部門事業委員会 セミナーの概要 2025年9月24日(火)・25日(水)の2日間にわたり、計測自動制御学会(SICE)制御部門主催による「モデルベースト制御系設計~モデリングから制御系設計までを系統的に学ぶ~」セミナーがオンラインで開催され…
ここでは、モデル誤差抑制補償器(Model Error Compensator, MEC)の効果を確認するための数値例として共振特性を持つ2次システムのシミュレーション結果を示します。共振周波数付近でのモデル誤差に対するMECの効果を検証します。 モデル誤差抑制補償器についての説明は以下の記事をご覧下さい。 blog.control-theory.com 制御対象と問題設定 制御対象の周波数特性 MECなしの場合 MATLABシミュレーションコード まとめ 関連記事 自己紹介 制御対象と問題設定 ここでは、制御対象として次の共振特性を持つ対象を扱います。 ここで、本記事ではとし、の取りうる範囲…
本日から、姫路で開催される自動制御連合講演会に参加します。 第67回 自動制御連合講演会 – 現在、準備中です駅から会場まで歩くと20分ぐらいです#rengo67 pic.twitter.com/EEbJud9Jxh — みなみ ゆうき (@yuki373) 2024年11月22日 22日(前日) 11:16のみずほで姫路に向かいました。たまたま、学生2名も同じ新幹線だったようです。 熊本駅 荷物を置いて、姫路城に行ってきました。なお、3名連れてきています。 姫路城付近にて 今回は、連合講演会の発表3件に加えてSICE九州が5件あり、練習も結構しました。特に、システム同定関連のテーマが説明が難…
連続時間システムの離散化 物理法則に基づいて制御対象の特性を表現すると、しばしば制御対象は微分方程式の形で表現され、連続時間表現の枠組みで扱うことになります。一方で、制御器を実装する際には、短い時間ではありますが、離散ステップごとに制御入力を演算し、それを対象に印加する形になるため、離散時間系としての表現を用いることになります。このようなことを鑑みると、連続時間系と離散時間系との間の関係を、設計者の状況に合わせて使い分けれた方が都合が良いです。連続時間の伝達関数は を変数とするのに対して、離散時間ではシフトオペレータ を利用します。 一方で、連続時間系と離散時間系の関係については、教科書レベル…
ロボットの制御と、ハードディスクドライブ(HDD)の制御との違いについて話したい。なぜHDDの話かというと、HDDや光学ディスクドライブの制御は最も高度な制御技術が実製品に応用されてきた分野であり、学ぶところが多いからだ。ところが、同じモーションコントロールの分野でも、ロボットの制御とHDDの制御とではだいぶ考え方が違うように思える。時に逆のことを言っているように思える場合すらあるが、なぜそうなるのかという話。 ロボットの制御とハードディスクの制御の違い 大きな違いは以下の3点ある。 違い①:制御対象を1階積分で考えるか2階積分で考えるか ロボットの制御は慣例として、トルク(加速度に比例)から…
制御工学チャンネルのクリアファイル 2種類のクリアファイルを新規で作成しました。 クリアファイルを新規に作り直しました。物価の高騰とクリアファイルの質向上で価格は上がりましたが、満足の出来です。 pic.twitter.com/j79VnlQpDn — Hiroshi Okajima (@control_eng_ch) 2024年4月24日 なぜ、作成したかというと、前回分のストックがほとんどなくなったからです。また、2024年1月に新規で control-theory.comというドメインを取ったわけですが、それにURLを移行した結果としてQRコードが機能しなくなったというのも、新たにクリア…
本記事ではPID制御についてまとめます。PID制御は、自動制御でもっとも利用されている制御手法の一つです。ここでは、ブロック線図の構造や、PID制御器の中身(連続・離散)、設計法、数値シミュレーションについて触れたいと思います。最後にPID制御の関連動画や関連解説記事へのリンクを置いています。 PID制御システムの全体像 PID制御とは 制御目的 PID制御器の内部構造 比例動作 微分動作 積分動作 離散時間系のPID制御 基本的なPID制御器設計法 限界感度法 ステップ応答法 北森法によるPIDゲイン設計 周波数領域でのPID制御器設計 VRFT, FRITによる制御器設計 非反証制御による…
この記事ではMATLABを用いた制御について画像・動画を交えて説明します。特に、状態フィードバック制御に焦点を当てて説明を行います。MATLABシミュレーションについて説明した動画や関連記事リンクは最下部に置いています。 状態フィードバック制御については以下の記事でまとめています。 >>状態方程式に基づく制御のまとめ 状態フィードバック制御の基礎事項 MATLABソースへのリンク 実行結果 リアプノフの安定判別法 MATLABソースへのリンク クレーンの振れ止め制御 以下のリンクでは、クレーンの振れ止め制御のMATLABファイルを置いています。MATLABソースへのリンク(アニメーション) M…