イラストで学ぶ　制御工学

監修にあたって
はじめに
本書の登場人物

第1章　いろいろなものを制御しよう
1.1　ホイールダックを通じて制御を学ぶ
1.2　なぜ制御工学を学ぶ必要があるのか
1.3　力学と時間の微積分の基礎
1.4　線形微分方程式

第2章　制御と運動方程式
2.1　P制御とPD制御
2.2　システムのモデル化
2.3　微分方程式の線形化

第3章　ラプラス変換を用いる微分方程式の解法
3.1　微分方程式の解法
3.2　微分方程式の解法のイメージ
3.3　ラプラス変換の真相

第4章　主な機械要素の伝達関数
4.1　伝達関数の定義
4.2　基本要素の伝達関数
4.3　基本要素が組み合わさったシステムの伝達関数

第5章　ブロック線図
5.1　ブロック線図の定義と使い方
5.2　ブロック線図の等価変換
5.3　等価変換の応用問題

第6章　応答の基礎とステップ応答
6.1　応答とは
6.2　ステップ応答
6.3　過渡応答と定常応答
6.4　1次遅れシステムの単位ステップ応答
6.5　2次遅れシステムの単位ステップ応答

第7章　周波数応答
7.1　周波数応答のイメージ
7.2　周波数応答の基本事項
7.3　周波数応答の求め方

第8章　状態空間表現
8.1　状態方程式・出力方程式の基礎
8.2　ラグランジュの運動方程式
8.3　ラグランジュ運動方程式導出の例題

第9章　線形代数の基礎
9.1　なぜ行列の知識が必要なのか？
9.2　ベクトルと行列の基本計算
9.3　固有値・固有ベクトルとランク
9.4　ベクトル・行列の微積分と行列指数関数

第10章　自由システムと安定性
10.1　自由システムの解析
10.2　自由システムの漸近安定性
10.3　ラウス・フルビッツの安定判別
10.4　安定判別の例

第11章　倒立振子への応用
11.1　倒立振子の運動方程式の導出
11.2　倒立振子の状態空間表現

第12章　レギュレータ
12.1　状態変数の制御
12.2　レギュレータの概念
12.3　倒立振子のレギュレータ

第13章　オブザーバ
13.1　オブザーバの概念
13.2　オブザーバの導出
13.3　実際のオブザーバの例

第14章　より高度な制御
14.1　レギュレータ・オブザーバのゲインの選定方法
14.2　レギュレータとオブザーバの併合システム
14.3　サーボシステムへの拡張

第15章　まとめ
15.1　ホイールダック1号の開発物語：総集編
15.2　数値計算ソフト
15.3　本書では触れなかった内容について

巻末付録
ブックガイド
参考文献
おわりに
章末問題の解答例