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［VOD/Book］Pythonで一緒に！
ロボット制御のモデルベース設計【ロバスト制御編】

現実の制御対象とモデルの間のギャップを考慮した制御を学ぶ

型名：z-modelrobust-on1
仕様：開発・実習用ソース，講義334分，解説175頁，書籍「制御系設計論（コロナ社）」
定価：14,520円（税込・送料無料）
著者・講師：南裕樹/Yuki Minami
企画制作・主催： ZEPエンジニアリング株式会社
1人当たり1ライセンスです

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学ぶこと

制御工学は，モノの動きをデザインする科学です．

制御工学では，まず，モノ（システム）の動特性を調べます．そして，その特性を理解した上で，望ましい動きになるような制御器を設計します．「Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルべース設計」シリーズでは，さまざまな設計手法の考え方と計算テクニックをPythonプログラミングを活用しながら解説します．

モデルベース設計においては，制御対象の動特性を正確にモデル化できていることが前提となっていますが，一般に，特性や複雑なシステムを完璧にモデル化することは困難です．また，設計のしやすさの観点から，微小なむだ時間や非線形性などをあえてモデル化しないこともあります。そういった，制御対象とモデルの間のギャップである「不確かさ」に対応する制御が「ロバスト制御」です．
　本VODでは，まず，システムのモデル表現と周波数特性を復習します．そして，制御対象の安定余裕を考慮したループ整形法を説明します．さらに，制御対象の不確かさをモデル集合として記述し，そのモデル集合に対して，制御器を設計する方法を紹介します．

本VODでは，講義テキストとして「制御系設計論(コロナ社)」も使用します．本書籍をお持ちの場合は，次の製品がおすすめです．
［VOD］Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルベース設計【ロバスト制御編】


図1「Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルべース設計」シリーズの学習内容


図2 本セミナでは，WEBブラウザ上でPythonを実行できるGoogle Colaboratoryや，アーム/倒立振子のシミュレータも動かしながら不確かさを考慮したロバスト制御を学ぶ

アジェンダ

(1)制御系設計の流れと勘所

(2)動的システムの表現

常微分方程式によるモデリング
伝達関数
状態方程式

(3)動的システムの特性

周波数特性
ナイキストの安定判別法
安定余裕
不確かさの記述

(4)ループ整形法

開ループ系の設計仕様
PID制御
位相進み・遅れ補償
Pythonでループ整形

(5)ロバスト制御

H∞ノルムとスモール・ゲイン定理
ロバスト安定化問題
混合感度問題
Pythonでロバスト制御系設計

(6)アドバンスト制御

安定化補償器のパラメータ化
一般化制御対象とH∞制御問題
線形行列不等式を利用した解法

ショートセミナ

制御対象の不確かさ

混合感度問題: 不確かさのモデル化

受講対象

制御系設計の方法を知りたい方
ロバスト制御の基礎を学びたい方
Pythonで制御工学を体験したい方

あると望ましい予備知識

力学や電気回路の基礎（オームの法則を知っている）
複素関数の基礎（複素数の演算ができる）
プログラミングの基礎（数行のコードを書いて実行したことがある）
制御工学の基礎（伝達関数や状態方程式を知っている，
　または，【PID制御編】や【状態フィードバック制御編】を受講している）

講演の目標

制御系設計（動きのデザイン）の基本的な方法を説明できる
不確かさへの対処方法を説明できる
簡単なPythonプログラムを作成できる

受講者が事前に準備するもの

筆記用具と計算用紙（ノート）
Pythonプログラム実行環境（Google Colabratoryなど）

※後述のモデルベース設計3.pdfの3ページ目を参照してPython環境の準備をお願いします． Google Colaboratoryの利用を推奨します．

本オンデマンド製品を購入された方へ　～視聴リンクとパスワード～

下記リンク先(青字)をクリックして，本製品購入後にメールにてお知らせしたパスワードを入力してください．

341分講義ビデオ(著作権保護のためパスワードがかけられています)

『Pythonで一緒に！ロボット制御のモデルベース設計【ロバスト制御編】』講義ビデオ.mp4

0:00:10 イントロダクション
0:10:58 アジェンダ
0:13:59 はじめに，制御工学の基礎
1:22:47 制御のためのモデルと制御系の解析
1:59:50 制御系の設計仕様
3:12:36 ループ整形法
4:11:42 ロバスト制御
5:09:12 アドバンストなトピック

175頁講義テキスト(著作権保護のためパスワードがかけられています)

モデルベース設計3.pdf

ソースコードとシミュレータ(著作権保護のためパスワードがかけられています)

関連資料

講師紹介

略歴

2009年3月京都大学大学院情報学研究科博士後期課程修了．日本学術振興会特別研究員（DC2），舞鶴工業高等専門学校助教，京都大学特定助教，奈良先端科学技術大学院大学助教，大阪大学講師などを経て，2019年3月より大阪大学大学院工学研究科機械工学専攻准教授．ノイズシェーピング理論に基づく量子化器設計およびその応用に関する研究に従事．博士（情報学）．

主な著書

Pythonによる制御工学入門（改訂2版），オーム社(2024)
制御系設計論，コロナ社 (2021)
やさしくわかるシーケンス制御，オーム社(2020)
Pythonによる制御工学入門，オーム社 (2019)
倒立振子で学ぶ制御工学，森北出版 (2017)
Arduino×Pythonで動かしながら学ぶモータ制御入門，トランジスタ技術2020年9月号

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スピードマスタ・シリーズ

電子回路・基板設計からプログラミングまで，エンジニアがマスタすべき技術は多岐にわたり，開発期間も短くなっています．多くの書物を読み漁ったり，玉石混交のネット情報に振り回されたりしている暇はありません．

本シリーズには，各分野の一線で活躍する技術者が厳選したパーツセット，設計の要点を効率よく解説するセミナ動画，講義テキスト，お手本ソースコードなどが同梱されています．百戦錬磨の技を一見することで，未経験の技術が驚くほど短時間で身につくだけでなく，信頼性の高いシステム開発に必要なプロの眼が養われます．

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