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［VOD/Book］Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルベース設計【状態フィードバック制御編】

制御則の基本から，極配置法，最適レギュレータ，サーボ系の設計まで

型名：z-modelctrl-on1
仕様：開発・実習用ソース，講義344分，解説137頁，書籍「制御系設計論（コロナ社）」
定価：14,520円（税込・送料無料）
著者・講師：南裕樹/Yuki Minami
企画制作・主催： ZEPエンジニアリング株式会社
1人当たり1ライセンスです

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学ぶこと

制御工学は，モノの動きをデザインする科学です．

制御工学では，まず，モノ（システム）の動特性を調べます．そして，その特性を理解した上で，望ましい動きになるような制御器を設計します．「Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルべース設計」シリーズでは，さまざまな設計手法の考え方と計算テクニックをPythonプログラミングを活用しながら解説します．

まず，状態フィードバック制御則を設計するための基礎事項を復習します．そして，極配置法や最適レギュレータ，さらにはサーボ系について解説します．座学だけでなく，実際にPythonも動かして状態方程式ベースの制御系設計論を学ぶことができます．

本VODでは，講義テキストとして「制御系設計論(コロナ社)」も使用します．本書籍をお持ちの場合は，次の製品をご検討ください．
［VOD］Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルベース設計【状態フィードバック制御編】


図1「Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルべース設計」シリーズの学習内容


図2 数値計算ライブラリNumpyを使っているところ

アジェンダ

(1)制御系設計の流れと勘所

(2)ベクトルと行列の基本

ベクトルと行列
ベクトルのノルム
行列の固有値と階数
Pythonで行列計算

(3)動的システムの表現と特性

常微分方程式によるモデリング
状態方程式
時間応答
安定性
Pythonで時間応答の可視化

(4)状態フィードバック制御

状態フィードバック制御則
極配置アルゴリズム
可制御性
Pythonでフィードバック・ゲインの設計

(5)最適制御

最適制御問題
最適レギュレータ
折り返し法
Pythonでフィードバック・ゲインの設計

(6)サーボ系

フィードフォワード制御による目標値追従制御
積分型サーボ系
内部モデル原理
Pythonでサーボ系の設計

ショートセミナ

セミナで学ぶこと(full Verion)

機械系のモデル

極配置のシミュレーション

受講対象

制御工学の基礎を学びたい方
制御系設計の方法を知りたい方
Pythonで制御工学を体験したい方

あると望ましい予備知識

力学や電気回路の基礎（オームの法則を知っている）
線形代数の基礎（行列計算や固有値計算をやったことがある）
プログラミングの基礎（数行のコードを書いて実行したことがある）

講演の目標

制御工学の基礎をざっくりと理解する
制御系設計（動きのデザイン）の基本的な方法を説明できる
簡単なPytonプログラムを作成できる

受講者が事前に準備するもの

筆記用具と計算用紙（ノート）
Pythonプログラム実行環境（Google Colabratoryなど）

※後述のモデルベース設計1.pdfの3ページ目を参照してPython環境の準備をお願いします． Google Colaboratoryの利用を推奨します．

本オンデマンド製品を購入された方へ　～視聴リンクとパスワード～

下記リンク先(青字)をクリックして，本製品購入後にメールにてお知らせしたパスワードを入力してください．

344分講義ビデオ(著作権保護のためパスワードがかけられています)

『Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルベース設計【状態フィードバック制御編】』講義ビデオ.mp4

0:00:10 イントロダクション
0:10:15 はじめに，制御工学の基礎 ～制御とは，フィードバック制御，ブロック線図，制御系設計の流れと勘所～
0:51:02 制御系CADの紹介，数学の基本事項 ～Python-Controlライブラリ，Pythonの作法，ベクトルと行列の基本～
2:16:43 制御のためのモデル ～動的システム，状態空間モデル，伝達関数モデルとの関係～
3:15:35 制御系の解析 ～時間応答，固有値と解の振る舞いの関係，安定性，可制御性，正準形～
4:20:31 制御系の設計1 ～状態フィードバック制御，極配置法～
4:59:16 制御系の設計2 ～最適レギュレータ，最適制御問題，サーボ系～

134頁講義テキスト(著作権保護のためパスワードがかけられています)

モデルベース設計1.pdf

ソースコードとシミュレータ(著作権保護のためパスワードがかけられています)

関連資料

講師紹介

略歴

2009年3月京都大学大学院情報学研究科博士後期課程修了．日本学術振興会特別研究員（DC2），舞鶴工業高等専門学校助教，京都大学特定助教，奈良先端科学技術大学院大学助教，大阪大学講師などを経て， 2019年3月より大阪大学大学院工学研究科機械工学専攻准教授．博士（情報学）．一般社団法人みんなの制御塾代表理事．

主な著書

［VOD］Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルベース設計【PID制御編】，ZEPエンジニアリング．
［VOD/Book］Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルベース設計【状態フィードバック制御編】，ZEPエンジニアリング．
［VOD/Pi2W KIT］ラズパイ×Pythonで動かして学ぶモータ制御入門，ZEPエンジニアリング．
制御系設計論，コロナ社 (2021)．
やさしくわかるシーケンス制御，オーム社．(2020)．
Pythonによる制御工学入門，オーム社 (2019)．
倒立振子で学ぶ制御工学，森北出版 (2017)．
Arduino×Pythonで動かしながら学ぶモータ制御入門，トランジスタ技術2020年9月号．

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スピードマスタ・シリーズ

電子回路・基板設計からプログラミングまで，エンジニアがマスタすべき技術は多岐にわたり，開発期間も短くなっています．多くの書物を読み漁ったり，玉石混交のネット情報に振り回されたりしている暇はありません．

本シリーズには，各分野の一線で活躍する技術者が厳選したパーツセット，設計の要点を効率よく解説するセミナ動画，講義テキスト，お手本ソースコードなどが同梱されています．百戦錬磨の技を一見することで，未経験の技術が驚くほど短時間で身につくだけでなく，信頼性の高いシステム開発に必要なプロの眼が養われます．