「制御系設計論」の講義動画です
この動画では，制御系設計の流れと制御仕様について説明しています．
【書き起こし】 制御系設計論2021_01_壱part1：制御系設計の流れと制御仕様
(00:01) 皆さんこんにちは南ですこの動画では制御 系設計を流れと制御系設計をする時の枝葉 の話をしたいと思います 制御系設計ではまず制御対象をモデル化 するところから始めます 営業大正の本質を捉えた数学もテロまず 導出するわけですね その数学モデルに対して正の目標達成する 目的を達成するような制御則を設計すると いうまあこういう流れになりますてもう 少し具体的にこの台車系こちらをですねえ と題材として説明をしてみたいと思います 台車の位置が今場合なので海保はいいです ねで外部から力を加えてこの場合会社の 位置を制御するということを考えてみたい と思います 具体的には西洋目的としては位を目標値0 に到達させるということを考えます そのためにですねこの制御入力言うと辛く なる力をですね制御しないといけないん ですけれどもそれをですねうまく5と める制御器これを設計するということに
(01:08) なります まずも出るかなんですけどもモデルはです ねえっとぉまあ今極限まで簡単化しまして えっと質量が一致で摩擦なしの場合を考え ます妄想するところ前の2.=言うという 間こういうですねモデルが作られます でこのえっとまぁ対象に対して正制御制御 を考えていく制御機器の設計を考えていく んですけどもあのこの目的をちゃんと書く とすら来てに書くとこういうふうにいます ね it を混ぜん亭的にですね0に就職 させるということをも達成したいわけです ここではこの制御入力いうを決定するです ね制御即アポんルールをですねこのような 形で書きたいと思いますうっと乗ってっ はいえーこういうですねえっと 悪しきで書かれるものを考えてみたいと 思います エットっ 4- k 1 y – k2 y .
(02:06) です ね台車の位置と速度の情報を使って制御 入力を決定するというものになります a 1と k2はですね設計パーメーター のでこれを設計するということになるわけ ですね この制御則をですねこちらのモデルの方に 代入してみるとどこのシステム台車系の 振る舞いというのはですね2回の微分方程 式に従うよということがわかるわけ具体的 にはこれときますとなぁこういう風な形 出かけますのであのこういう形で時がの国 よというのが分かるわけねえっ ラムダ学ぶあ2はですねこの特性方程式と いう場でこね-8 アイコンになっているのでまああの軽バン 軽っが変わると古厩変わるよっていうのは わかると思います あとは8目標はですね yt を0に収束 させるということなので越冬まこのラムダ 1ラムダ2の二粒が付であればですね藤間 yt が出るに収束するということが わかると思うんですねなのでそうなるよう な軽バン軽っを求めましょうということに なります このようにですねモデルを作って西洋速の
(03:11) 形を決めてそしてあの条件はですね満たす ような目標を達成できるような条件って いうのは導出してそこからパラメーターを 決めていくこういうがですね西欧系設計を 流れというふうになります えっとこれとですね設計のですねえっ仕様 ですねちょっとまとめておきましたので こちらを説明していきたいとおもいます 実際にですねどういうところに注目して 設計をするのかということですねまず一つ 目はですね8安定性です フィードバックして8型コントローラーを 施して不安点なるようでは使えませんので 安定になるようにしましょうということ です 越冬は具体的にはこのフィードバックする 気がない不安定であると会うのフィードに フィードバック制御系の特定サンタ公式の すべてのこの実は付であるとこれはですね 満たさ満たすようにコントローラーを設計 しないといけません それから即応性と減衰性の観点ですね青砥 をどれだけあの早く目標時に2あの追従さ せるのかというところとかあのまあの振動
(04:17) 的な要素をどれだけを抑えるのかとそう いったところに注目して設計をしていき ます 例えば時間を頭でいきます止まっ制定時間 っていう8指標がありますがまあそういう ようですね小さくするようにすれば即応性 が良くなりますよとか あと行き過ぎでを最大行き過ぎればですね あの定定値を超えて広域すぎるときがある んですけれどもそれをできるだけ抑え ましょうとかこういった8ところに注目し てえっと説教してい それからですねこれあの a 棟 飲泉ずですけどもまぁの原因線図で陸稲 例えばこのバンド幅ですねええええと もあの-3db 下がるところ本邸 を直流原因のルート1/2倍になるところ のこと各周波数のことを&幅というふうに 言いますけれどもこれはできるだけ大きく しましょうと言う こととかこれからですねあのピークゲーム ですね1回交あの 00デシベルを超えるのところピーク ゲート8一番大きいところピック炎といい ますかこれはですね小さくするようにする
(05:22) というまこいたえっとことですねえっと 考えながら設計をしていくということに なりは あと最後定常偏差ですけどもこちらはの底 直流原因に注目するんですねステップ ポートの場合ですと町送るゲーに注目すれ ばですね8ま固定常定計算できねできる だけて上辺さがなくなるように8 コントローラーを決めていくということに なります こちら側のえっと練習問題になっており ますのでちょっとやってみて頂ければと 思います問題としてはですねこの フィードバック制御系の r から y と かえっと r からいうそして d カラー ワイフ d から a というですねまあ このあたりの8伝達関数をですね8求める 妻というものになっています あの答え目せますとこれですのでちょっと やってみてください あとですね設計の話ですけどもまぁこう いう衛星が対象があった時にえっと コントローラーをこの pd 制御ですね
(06:25) こういうの考えてみたいと思いますこの時 に閉ループ系がない不安定となるような刑 の範囲を求めなさいという問題えっ こちらあの 答えこちらになってますのでちょっと確認 いただければと思います これは終わります
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各回動画が２〜３本あります．
# Part1は，概要説明＆復習用の動画です
# Part2が本編で板書スタイルとなります
# Part1→Part2→Part1の順に視聴し，ノート作成＆練習問題をすると９０分程度になります
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⭐️関連動画
Pythonで学ぶ制御工学
Part1（編集済み）：https://youtu.be/36MzFQgqJcE
Part2（編集済み）：https://youtu.be/tt0pWt-kKKU
Part3（編集済み）：https://youtu.be/aCYJvYGZz3g
制御工学クイック学習：https://youtu.be/SSJNCZSzq4M
制御系設計（伝達関数編）：https://youtu.be/b4X3wmXnHwM
制御系設計（状態方程式編）：https://youtu.be/NhU5G3TTA8k
