30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺 その１
お父ちゃん
2022.12.22
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HomeMadeGarbage Advent Calendar 2022 ｜22日目
“30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺” と題しまして現代制御について勉強することを決意しましたので報告いたします。
目次
現代制御理論
これまではいわゆる古典制御理論に基づいて回路の伝達関数から周波数特性や安定性を求めたり、PID制御で所望の動作をモータにさせたりと特に不自由なくエンジニア生活を送っておりました。
しかし近年チラホラと現代制御というものを目にするようになりました。
倒立振子
以下のトラ技で現代制御理論を応用した倒立振子が紹介されておりました。
しかし私は現代制御理論を理解できず古典の知識で倒立振子を実現しました。
姿勢制御モジュール
以下のトラ技では３軸の姿勢制御モジュールの物理方程式が記されておりました。
しかし私には理解できずPID的な制御で実現してしまいました。
はじめての現代制御理論
これまでは古典の知識でどうにかなりましたが、現代制御を学ぶことで私の人生はよりよくなるのではと常々考えておりました。
そんなときに以下の書籍がツイッターのTLに流れ込んでまいりました。
こりゃいいや！ということで早速購入し、この度 “30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺” を開始した次第です。
『はじめての現代制御理論』の著者の佐藤先生による講義動画もYouTubeにアップされていましたので書籍と並行して視聴して理解を深めたいと思います。
講義01 状態空間表現の基礎
30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺
1日目講義01 状態空間表現の基礎をアレした
まだご利益はよくわからないが頑張りたい#30daysModernCtrl pic.twitter.com/9kke9nBZG1— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) December 11, 2022
この時点での疑問
今後物理システムを考えるとして状態空間表現の真のご利益はまだよく理解できていない
講義02 状態空間表現
30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺
講義02 状態空間表現
高次の微分方程式になるシステムでも同じく表現できる
明日は演習問題をやって知識の定着をはかりましょう#30daysModernCtrlはじめての現代制御理論 改訂第2版
https://t.co/7NtWOZCIiS pic.twitter.com/lEHh5NfE7Q— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) December 12, 2022
30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺
3日目講義02の演習で状態空間表現を体に定着
微分方程式が与えられれば変換できるようにはなった状態空間表現のご利益は未知#30daysModernCtrl
はじめての現代制御理論 改訂第2版
https://t.co/7NtWOZlFgS pic.twitter.com/m6r1Gxu3ga— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) December 13, 2022
この時点での疑問
状態空間表現のご利益はまだ未知
講義03 行列とベクトルの基本事項
30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺
4日目講義03 行列の復習
逆行列や固有値等の導出 作法に従いもくもくと計算。
正定、負定は初めて知った
習った記憶がない。忘れてるだけかも明日はベクトル#30daysModernCtrl
はじめての現代制御理論 改訂第2版
https://t.co/7NtWOZCIiS pic.twitter.com/W1jqsVLUkN— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) December 14, 2022
30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺
5日目講義03 ラプラス変換と演習
数学的作法をふりかえり
速く物理と連動して考えられるようになって喜びたいが
焦ってはいけない#30daysModernCtrlはじめての現代制御理論 改訂第2版
https://t.co/7NtWOZCIiS pic.twitter.com/ZM4Mm0e6vU— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) December 14, 2022
講義04 状態空間表現と伝達関数表現の関係
30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺
6日目講義04 状態空間表現と伝達関数
伝達関数と絡まると少し物理との関連がつかめそうな雰囲気出る
明日は演習で 状態空間と伝達関数の関係を自身の中で高めたい#30daysModernCtrlはじめての現代制御理論 改訂第2版 pic.twitter.com/aM87s22xZq
— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) December 15, 2022
30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺
7日目講義04 演習
状態空間⇔伝達関数 変換作法を体に定着
微分方程式からいずれかを導出はわかるが、この双方の変換を私が将来使うのか未知#30daysModernCtrlはじめての現代制御理論 改訂第2版
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この時点での疑問
状態空間表現と伝達関数を微分方程式からそれぞれ導出する作業は理解できるが、双方の変換を私が将来使うのかは未知
講義05 状態変数線図と状態変数変換
30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺
8日目講義05 状態変数線図
伝達関数におけるブロック線図のようなもの
CAD利用時に必要になる知識とのこと
そんな高級なソフト将来つかうことになるかは未知#30daysModernCtrlはじめての現代制御理論 改訂第2版
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30日ではじめての現代制御理論に解きほぐされる俺
9日目講義05 さまざまな状態変数線図
伝達関数に影響しない形状変換方法などを学ぶ
ぼんやりと物理との関りを感じる#30daysModernCtrlはじめての現代制御理論 改訂第2版
https://t.co/7NtWOZCIiS pic.twitter.com/pdWDayzMsh— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) December 19, 2022
この時点での疑問
状態変数線図が伝達関数におけるブロック線図のようで若干物理とのつながりをイメージできつつある。
状態変数線図はCAD利用時に必要になる知識とのことだが、そんな高級なソフト将来つかうことになるかは未知
