[著書付き]Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルべース設計
【状態フィードバック制御編】
状態フィードバック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
(講義344分/137頁)
- 著者・講師： 南 裕樹
- 企画編集・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
-
関連製品のご案内
- ［VOD/Book］Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルベース設計【PID制御編】
- ［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】
- ［VOD/Pi2W KIT］ラズパイ×Pythonで動かして学ぶモータ制御入門
- ［VOD/KIT］ラズパイ×Pythonで動かして学ぶモータ制御入門
- ［VOD/Pi KIT］MATLAB/Simulink×ラズパイで学ぶロボット制御入門
- ［VOD/Pi400 KIT］SLAMロボット＆ラズパイ付き！ROSプログラミング超入門
- ［VOD/KIT］確率・統計処理＆真値推定！自動運転時代のカルマン・フィルタ入門
ご購入
下記のボタンを押して，必要事項の入力をお願いいたします．
ご購入前にご理解いただきたいこと
- 本製品は，2022年12月9日に開催したウェビナを録画して編集した動画です．繰り返し再生，一時停止，巻き戻しが可能です．
- 本製品では，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，［VOD］製品をご検討ください．
講義内容
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．
第1回は「状態フィードバック制御」について解説します．状態フィードバック制御は，システムが状態方程式で表現されているときに用いられる制御則のひとつです．
本セミナでは，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．
|
|---|
| 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 状態フィードバックによるレギュレータ制御と極配置法 | 図3 WEBブラウザ上で動作する開発環境Jupyter Notebookで状態フィードバック制御のPythonプログラミングを実行しているところ |
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)
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）
今後のセミナ予定
- Pythonで初めてのモデルベース制御系設計【PID制御編】
- Pythonで初めてのモデルベース制御系設計【ロバスト制御編】
- Pythonで初めてのモデルベース制御系設計【状態推定編】
- Pythonで初めてのモデルベース制御系設計【ディジタル制御編】
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
- 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