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実務のための古典制御(PID)理論と現代制御理論の使い分け技術と実務での役立て方

更新日:2020/02/12

 
要旨

現代制御理論は、古典制御理論と違い、その理論が状態空間で構成されています。
現代制御理論では、可制御、可観測、オブザーバ(観測器)など、古典制御理論では出てこなかった専門用語がたくさん出てきます。

本セミナーでは、古典制御理論と現代制御理論をそれらのポイントを踏まえ大変分かり易く説明しますので、明確に理解できるようになります。

また、現代制御理論による最大の成果物である最適制御理論についても分かり易く説明すると共に、どのよな場面でどのような技術を使用したらよいのかを分かり易く解説致します。

日時 2020年3月10日(火)10:30~16:30
会場 おだわら市民交流センター 1階 第7セミナー室
〒250-0011 神奈川県小田原市栄町一丁目1番27号
アクセスマップ
定員 20名 ※満席になり次第、募集を終了させていただきます。
受講料 49,500円(テキスト代、消費税含む)
1社から2名様以上同時お申し込みの場合は、割引させて頂き2名様目から¥44,000になります。
受講対象 ・制御技術を根底から理解されたいかた
・古典制御理論(PID制御)と現代制御理論のわかりやすい解説を望んでおられるかた
・制御技術を独学したが特に現代制御技術が大変なので、わかりやすいセミナーに参加されたいと思っておられる方
・制御の技術専門書を読んでも難しい数式が多いので、技術専門書の内容が理解できなくて困っておられるかた
・古典制御技術(PID制御)と現代制御技術の双方をその場に適したかたちで使いこなせるようになりたいかた
・現代制御技術を習得するための近道を望んでおられるかた
・部下の管理監督上、実務のための古典制御技術と現代制御技術のポイントを理解しておきたいかた
習得できる知識 1)古典制御技術と現代制御技術を整理し頭の中で制御技術をクリヤーにすることができますので、制御技術の仕事をスムーズかつ迅速に行えるようになります。
2)古典制御技術と現代制御技術の使い分け、使いこなし技術が習得できるようになります。
3)難解な現代制御理論を理解し仕事に活用できるようになります。
4)ポスト現代制御理論(H∞制御技術など)などの新たな制御技術分野への挑戦も容易に行えるようになります。
5)自信を持って技術業務を遂行することができるようになります。
プログラム

1.古典制御理論(PID)と現代制御理論による系(システム)の表し方とは?
1-1 古典制御理論とは?
 古典制御理論の重要ポイントを整理!
 (1) 一入出力系と記号をブロック図で整理
 (2) PID(比例・積分・微分)制御を数式を含めブロック図で整理
 (3) ところで比例制御(P制御)とはどのような制御?
 (4) ところで比例・積分制御(P I 制御)とはどのような制御?
 (5) ところで比例・積分・微分制御(P I D 制御)とはどのような制御?
 (6) ラプラス変換とはどのような変換?
 (7) ラプラス変換表(ラプラス逆変換にも活用できる)
 (8) ラプラス変換をするとどのようなメリットがあるの?
 (9) 周波数領域での表現が使用されるのはなぜ?
 (10) ラプラス変換とプラス逆変換の使い方
 (11) ラプラス変換とラプラス逆変換の実際の応用例
 (12) 古典制御(PID)とはどのようなものかを一言でまとめると

 (12) 古典制御(PID)とはどのようなものかを一言でまとめると

1-2 現代制御理論とは? 古典制御理論とどが違うのか? その歴史的背景とは?
 (1) 現代制御理論はどのような制御か?  古典制御とどうちがうのか?
 (2) 現代制御理論(modern control theory)とその歴史的背景とは?
 (3) 最適制御理論(optimal control theory)のポイント

1-3 状態方程式とは? 出力方程式とは?
 (1) 表し方は?
 (2) 状態方程式と出力方程式の関係を表すとどんな図になるのか?

1-4 現代制御理論によるシステムを表す方程式と古典制御理論による伝達関数との間の関係は?
 (1) その考え方とは?
  【 参考 】 固有値とは?
  【 参考 】 余因子行列 ( adjoint matrix ) とは?
 (2) 状態方程式と出力方程式を伝達関数に変換する方法とは?
 (3) 練習問題
 (4) MATLABで状態空間法で表された状態方程式と出力方程式を伝達関数に変換する方法

2.古典制御理論ではシステムの安定性をどのように判断するのか?
2-1 ゲインと位相についての考え方について
  なぜゲインと位相の両方を考えなければならないのか?

2-2 ゲイン余裕と位相余裕はどのくらいがいいのか?

2-3 ラウス・フルビッツなどによる方法
 (1) ラウスの安定判別法
 (2) フルビッツの安定判別法
 (3) ナイキストの安定判別法

3.わかりやすい現代制御理論の理論的な考え方

4.現代制御理論における制御系設計のための具体的な手順

5.現代制御理論ではシステムの安定性をどのように判断するのか? 
 (1) 具体的な判断方法
 (2) システムの安定性の具体的な調べ方
 (3) システムの安定性についての練習問題

6.現代制御理論に特有のシステムの可制御と可観測とは?
6-1 可制御とは? その判別法は?
6-2 可制御性の定義と条件を整理してみよう!
6-3 可制御と状態フィードバック制御に関してのもう一つ重要な定理とは?
6-4 可観測性とは? その判別方法は?

7.現代制御理論における状態フィードバックとは?

8.状態フィードバックで不安定なシステムを安定にしてみよう!
8-1 システムの安定化のしかた
8-2 状態フィードバック制御を施したシステムの状態変数線図はどのようになるのか?
8-3 すべてのシステムにおいて極の移動は可能なのか? 極配置法とは?

9.最適制御理論について 
9-1 最適レギュレータとは?
9-2 最適制御理論とは
9-3 最適レギュレータの重みの違いによる応答を確認してみよう!

10.可観測性とオブザーバ
10-1 状態フィードバック制御の問題点
10-2 オブザーバとは?
10-3 オブザーバの理論
10-4 オブザーバゲインの存在性について
10-5 オブザーバ併合制御系の状態変数線図
10-6 オブザーバ極とレギュレータ極の位置関係について
10-7 可観測性を調べるための計算練習
10-8 オブザーバを使用した制御系の設計

11.古典制御理論と現代制御理論の使い分けについて

12.制御系の設計計算練習
12-1 手計算で解いてみよう!
12-2 Scilab(サイラボ、無料)で解いてみよう!
   操作手順、入力内容についても解説!
12-3 Matlab2018bで解いてみよう!
    操作手順、入力内容についても解説!

13.各種の制御理論による制御の実例
13-1 横浜ランドマークタワー(高層階は横浜ロイヤルパークホテル)
 (1) 概要
 (2) 建物の諸元と制振装置の基本仕様
 (3) 制振装置の設置位置と制振装置の概要図
 (4) 制振装置の制御ブロック線図
 (5) 制御技術のポイント
 (6) 制振効果のシミュレーション解析結果
 (7) 制振効果の確認(実験地と理論値の比較)
 13-2 200人乗りハイステイブル・キャビン艇
 (1) 概要
 (2) 構成
 (3) サーボ制御系のブロック線図
 (4) 主船体と客室の横揺れと縦揺れの実験データ
13-3 自動車のアクティブ・サスペンションによるロール制御と乗り心地制御
13-4 幹線車両の横揺れ制御
13-5 オートバイの無人運転(ドライバモデル)

14.質疑応答

講師紹介

㈲アイトップ 技術コンサルタント 通訳・翻訳 工学博士 小林英男 氏

東京電機大学工学部卒業後、リオン㈱に入社し、騒音・振動の測定・分析・対策、および海外事業部でセールスエンジニアとして従事。
学生時代にカリフォルニア大学バークレイ校に語学研修、および毎日新聞社後援英語弁論大会で3位入賞。企業からの派遣で東京農工大学大学院工学研究科にて5年間特別研究員(産学協同研究、文部省認定)。

㈱アマダに勤務し、工場で組立・製造・検査、海外事業部で技術サービスおよび技術コンサルタント、システム事業部で板金加工自動化ライン(FMS)の開発・設計、技術研究所でアマダ製品の低騒音・低振動化および快適音化などの研究開発に携わり大ヒット商品を世に送り出した。上記のように、製造、サービス、設計、開発、研究の実務経験を積んだ。

その後、技術コンサルタントとして独立して20年が経過した。リオン㈱、㈱小野測器、サイバネットシステム㈱等をはじめとして1部上場企業の研究、開発、設計部署を中心に、200社以上の企業に対し技術指導およびコンサルティングを実施。この間に先進国を中心に25ヶ国以上に出張し、エンジニアとして英語で仕事をするだけでなく、通訳・翻訳なども行う。
技術セミナーの講師歴は25年間。日刊工業新聞社など主催の多くのセミナーの講師を行ってきている。

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