詳細目次(第3章)
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3.1. アナログ制御の基礎
3.1.1 制御系の表現
(1) 信号の流れとして扱う
(2) 静特性と動特性
(3) 遅れが発生する原因
(4) ラプラス変換を利用する
(5) 伝達関数
(5-A) 伝達関数とは
(5-B) 伝達関数の表現
(6) ブロック図
(6-A) 概 要
(6-B) 分岐と合流
(6-C) ブロック図の変形
3.1.2. ステップ応答と周波数応答
(1) ステップ応答
(2) 周波数応答
(3) 周波数応答と伝達関数の関係
(3-A) フーリエ変換とは
(3-B) 周波数応答とフーリエ変換
(3-C) 伝達関数から周波数応答を求める
(3-D) インピーダンスと伝達関数
3.1.3. 各種要素の伝達関数と応答
(1) 1次遅れ要素
(1-A) 概 要
(1-B) 実 例
(1-B-a) RCフィルタ
(1-B-b) 液面系
(2) 2次遅れ要素
(2-A) 2次遅れの伝達関数
(2-B) 2次遅れの応答
(2-B-a) 減衰係数が 1 より小さいとき
(2-B-b) 減衰係数が 1 より大きいとき
(2-B-c) 全般について
(2-C) 実 例
(3) 多次遅れ要素
(3-A) 概 要
(3-B) 発散現象
(4) むだ時間要素
(4-A) むだ時間とは
(4-B) 実 例
(5) 積分と微分
(5-A) 積 分
(5-B) 微 分
(5-B-a) 真の微分の応答
(5-B-b) 実用されている微分要素
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3.2. アナログPID制御の評価と特性
3.2.1 制御成績の評価
(1) 評価基準は制御対象に依存する
(2) 汎用的な評価基準
(2-A) 2 乗誤差面積最小
(2-B) 行き過ぎを許容しない2 乗誤差面積最小
[コラム 3-2-1] PROBE 画面に2 乗誤差面積を表示する
(3) 外乱入力に対する応答
3.2.2 周波数応答による評価
(1) 一巡伝達関数とは
[コラム 3-2-2] 直列要素の周波数応答
(2) 解が振動する条件
(3) 安定性と安定限界
(4) ゲイン余裕と位相余裕
(5) 制御系の解析、設計に必要な周波数帯域
3.2.3 制御対象のモデル
(1) 必要な特性
(1-A) 3 次遅れ
(1-B) 1 次遅れ + むだ時間
(2) 液面( 1 次遅れ) モデルについて
(3) 制御対象のシステム
(4) 制御対象モデルの目的と用途
(5) 実測値からモデルを作る
(5-A) 従来方式
(5-B) 改良方式
3.2.4 PID 制御の評価
(1) P 動 作
(1-A) オフセット
[コラム 3-2-3] 伝達関数における初期値と定常値
(1-B) 制御応答の速さ
(2) PI 動作
(2-A) オフセットをなくす
(2-B) 周波数応答
(2-B-a) PI 動作の効能と最適な積分時間
(2-B-b) PI 動作の副作用
(2-C) I 動作単独
(3) PD 動作
(3-A) D 動作単独の制御
(3-B) 制御応答を速くする
(4) PID動作
(4-A) 2種類の制御演算式がある
(4-B) 両式の特性上の比較
(4-C) パラメータの独立性
(4-D) 実際には
(4-E) 制御応答
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3.3. アナログPID制御の最適調整
3.3.1. 最適調整とは
(1) 評価関数
(2) 最適解の正確さと簡単さ
(3) 適用範囲と適合性
(4) 制御対象への影響
(5) 最適調整の自動化
3.3.2. 限界感度法
(1) 限界感度法とは
(2) 手順
(2-A) 概要
(2-B) P動作だけの制御にする
(2-C) 比例ゲイン KP を変化させる
(2-D) 持続振動の状態にする
(2-E) 実験データの採取
(2-F) 最適値の推定
(2-G) トライアル
(3) 実験の注意事項
(3-A) 持続振動の範囲
(3-B) 振動のキッカケを作る
(4) 限界感度法の意味
(5) 限界感度法を試してみる
[コラム 3-3-1] トライアルの方法
[コラム 3-3-2] PROBE画面に補助線を入れる
(6) シミュレータでの利用
(6-A) LMTSMTST.CIR
(6-B) LMTSMTSF.CIR
[コラム 3-3-3] カーソルを正確に合わせる
3.3.3. 限界感度法の適用
(1) 制御対象を仮定する
(2) 目標値変化に対する適合性
(2-A) PI動作の適合性
(2-B) PID動作の適合性
(2-C) PI / PID動作を総合して
(3) 外乱入力に対する適合性
(3-A) 外乱入力について
(3-B) 厳しい外乱入力に対する適合性
(3-C) 緩い外乱入力に対する適合性
(4) 全体評価
(4-A) 限界感度法の限界
(4-B) 標準 K の制御対象に適用する
