メカトロニクスと制御工学

4,400 (税込)

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判型 A5判
第1版
ページ数 256
発行日 2003/04/10
ISBN-13 978-4-8425-0344-8 C3053
ISBN-10 4-8425-0344-0
JAN 1923053040009
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図書館: カーリル
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説明

今日、多くの機械はコンピュータ制御されて動いている。身近にある機械を考えても、自動車やカメラ、家庭電気製品は数個から数十個のコンピュータで、機械の持つ最高の性能を発揮するように制御される。これらはいわゆるメカトロニクスの一種で、制御理論に従って動くように制御される。  著者は、永らく大学で制御工学を教え、理論的な考え方や設計手法を教えるだけではなく、それをどのように使うかを示さなければ理解してもらえないことを感じていた。また、抽象的な制御理論に興味を持ってもらうには、動画アニメーションがきわめて効果的なことも感じていた。そこで本書では、付属のCD-ROMにWindows上で動くアニメーションプログラムとビデオを含ませ、制御理論への興味と理解を向上することを計画した。この中には、簡単なロボットのビデオや、著者が開発したシミュレーションプログラム、リッカチ方程式の解法や状態方程式のシミュレーションを含み、それらに基づいたアニメーションが示される。第1章でメカトロニクスと制御の概略を述べ、第2章と第3章でメカトロニクスの基本的な構成要素を説明する。この中で、DCモータサーボ系とそれを使ったサーボ機構について説明する。また、インターフェースカードの動作とその制御について述べる。第4章以降は、制御理論である。これらにも動画アニメーションがあり、理論解析に基づいたデモンストレーションがある。これらの解析は、本書で独自に開発されたプログラムを使ってアニメーションを示している。しかし最近では、実際の制御問題を解析・設計する際には、専用のソフトウェアを使うことが多い。その代表的な例が、Matlabである。そこで付属のCD-ROMには、各章の例題などで、簡単な解析のためのmファイルを収めている。本書の付属のCD-ROMには、理解を助ける動画アニメーションと、いくつかの制御計算例のMatlab用mファイルが収められている。

目次

1章メカトロニクスと制御(1.制御系の分類、2.メカトロニクスとコンピュータ制御、3.なぜフィードバックを使うか、4.MatlabとdSPACE)
2章電子回路とコンピュータ(1.機械運動要素、2.電気回路要素、3.能動回路、4.論理回路、5.コンピュータ、6.インターフェースとプログラミング、7.dSPACEによる機械制御、8.演習問題)
3章アクチュエータとセンサ(1.アクチュエータ、2.電磁駆動力の発生原理、3.ステッピングモータ、4.サーボモータ、5.運動変換機構、6.流体サーボ機構、7.センサ、8.演習問題)
4章制御系解析の基礎(1.線形ダイナミカルシステム、2.ラプラス変換、3.伝達関数とブロック線図、4.状態方程式、5.離散時間システムの伝達関数、6.離散時間系の伝達関数と状態方程式、7.演習問題)
5章制御系の応答(1.フィードバック制御系の特性、2.制御系の過渡応答特性、3.フィードバック制御系の定常偏差、4.たたみ込み積分、5.連続状態方程式の応答と離散状態方程式の対応、6.周波数応答、7.演習問題)、
6章安定解析(1.特性根の位置と安定性、2.ラウス-フルビッツの安定判別法、3.周波数応答による安定判別法、4.根軌跡法、5.演習問題)
7章フィードバック制御系の設計(1.フィードバック制御系の設計ステップ、2.ステップ応答によるフィードバック制御系の設計、3.PID制御、4.周波数応答による位相進み、位相遅れ制御の設計、5.根軌跡法によるコントローラの設計、6.等価離散(パルス)伝達関数、7.フィードバック補償法、8.演習間題)
8章状態フィードバック制御・(1.状態方程式、2.状態方程式の性質と可制御性、可観測性、3.レギュレータ、4.オブザーバ、5.演習問題)
9章状態フィードバック制御・(1.サーボ系設計、2.繰返し制御、3.外乱オブザーバを利用したサーボ系、4.フィルタを併用した(ロバスト性を考慮した)状態フィードバック、5.演習間題)
参考文献、索引

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