まいみ０９のお買い物ダイアリ

水野直樹『基礎適応制御:理論，実装，応用』コロナ社(2020) 978-4-339-03235-2

適応制御では、「制御対象の曖昧性や変動に対して，制御を実行中に制御装置の特性をリアルタイムに変化させて，目標とする制御性能を達成しようとする手法。」をとる。1950年代にその初期の手法が提案され，1980年代に基礎理論がほぼ確定した。その考え方，具体的設計法，理論的背景，実用的問題を解決する発展過程，応用例や応用の際の注意事項などの一連の内容を俯瞰的にまとめた書籍も有用であるり、本書「基礎適応制御 –理論，実装，応用-」はそのような観点からまとめた書籍となっている。（前書きより。）本書の第1章では，適応制御の位置づけをロバスト制御との対比を含めて紹介し，現在の制御理論研究のなかで適応制御手法がどのような考え方に基づいてその機能の実現を目指しているかを紹介しています．第2章では，広い意味での適応制御に含まれる代表的な考え方と原理的な構造や実現方法を制御系の構成を示す図や，基本的な式を使って説明しています．第3章では，制御を実施中に実時間で制御系のパラメータが変化する適応制御系の安定性がどのような理論によって保証可能かを，非線形系を対象とする2種類の安定性理論と関連付けて説明しています（パラメータが変化する制御系の安定性はすべての時刻でRouth–Hurwitz法のような制御系の安定判別法で安定であるだけでは保証されません）．また，パラメータを変化させた結果を直接観測できない問題を回避する条件（正実性の条件）についても示しています．第4章では，1980年代に第3章で紹介した安定性理論に基づいて，その安定性が証明された制御パラメータの実時間修正アルゴリズム（適応アルゴリズム）の基本を連続時間系と離散時間系について導出しています．第5章では第4章の適応アルゴリズムと組み合わせることで，実際に制御対象のパラメータが未知な場合に適用可能な制御系の構成法を連続時間，離散時間，そして確率的外乱が存在する場合に対して示しました．ここで紹介した手法は，理想状態では制御対象のパラメータが全く未知であっても，常に制御目的が完全に達成できる特性を持っていますが（その証明はかなり複雑なため付録に詳細を示しています），その理論には多くの制御工学的仮定があり，そのままでは多くの現実的状況に対応が難しいことが分かります．そこで，基礎的な設計手法が完成後，多くの研究者が，より実際的な状況に適用可能なように基礎手法を発展させた経過を紹介するのが第6章です．第6章では，まず，基礎的な適応制御系の設計手法で制御工学的仮定として設定されていた，制御対象の「最小位相性」という問題を解決する手法を取り上げました．本書で取り上げている適応制御手法は最近注目されている「モデルベースト制御」の考え方に基づいていますが，当初仮定したモデルを前提とした問題の解決法だけでなく，適応制御に適したモデル構造についても検討しています．つぎに，制御を実施する場合に必ず問題となる「外乱」を適応制御ではどのように扱ってきたか，また，例えば最近のネットワーク制御などではかならず発生する「むだ時間」に対する対象方法，非線形の制御対象に対する適応制御系の設計手法の例などを紹介しています．第7章では，基礎的な手法であっても，適用対象との組み合わせを考慮すると適応制御手法が応用においても有効であった例を示しました．しかし，これらの成功例は特定の対象を選び，対象に対応した適応制御系を実装たものであり，そのまま，基礎的適応制御手法が一般的に有効であることの証明には不十分です． そこで，次章では適応制御手法を実用化しようとした場合，共通的に考慮すべき実装上の注意をまとめました．第8章では，Matlabのような制御用のツールが身近になった現在であっても，理論をその本質的性質を保ったまま応用するのに必要な実装上の注意点をまとめました．この点は重要で，安易な実装は適応制御手法に限らず高性能を実現しうる理論の評価を誤る原因になることを注意してください．第9章では前章で述べた実装上の注意点を，適応制御応用の際のガイドラインとしてまとめ，それにそって適応制御の一手法を産業用機械に応用して成果を上げた例も示しました．第10章では本書で紹介した基礎的な適応制御手法を基に発展した，理論や実装，応用の今後の可能性，そして限界についても述べました．基礎適応制御 理論，実装，応用 [ 水野 直樹 ]価格：3,190円（税込、送料無料)(2023/5/8時点)楽天で購入発売日：2020年12月01日頃著者／編集：水野 直樹出版社：コロナ社ページ数：200pISBN：97843390323521．はじめに1.1 本書の構成1.2 適応制御系の位置づけ1.3 アドバンスト制御としての「適応制御系」1.4 適応機能の実現から見た「適応制御系」2．適応制御の原理と方式2.1 ゲインスケジューリング制御系2.2 モデル規範形適応制御系（MRACS）2.3 セルフチューニングレギュレータ（STR）3．適応系における安定性理論と正実関数の役割3.1 リアプノフの直接法3.2 ポポフの超安定論3.3 正実性の条件と正実性の補題4．適応則の導出と誤差モデル4.1 連続時間適応則の導出4.2 離散時間適応則の導出5．適応制御系の基本設計法5.1 連続時間モデル規範形適応制御系の設計法5.2 離散時間モデル規範形適応制御系の設計法5.3 最小分散形セルフチューニングレギュレータの設計法5.4 MRACSとSTRの関係5.5 適応制御系の理論的安定性と適応機構6．設計法の展開6.1 非最小位相系に対する適応制御系の設計法6.1.1 適応観測器を用いた連続時間適応極配置制御系の設計法6.1.2 連続時間系の離散時間モデルと零点6.1.3 離散時間適応極配置制御系の設計法6.1.4 一般化最小分散制御方式と組み合わせた適応制御系6.2 離散時間モデルの再検討と適応制御系の設計6.2.1 δモデルに基づく適応制御系の設計6.2.2 極限零点モデルに基づく適応制御系の設計6.2.3 近似離散時間モデルの特性とむだ時間+ARモデル6.3 外乱を考慮した適応制御系の設計法6.3.1 確定外乱の存在と適応アルゴリズムの修正6.3.2 不感帯をもつ適応アルゴリズム6.3.3 推定パラメータの存在領域を制限する適応アルゴリズム6.3.4 適応アルゴリズムの動特性を修正する手法6.3.5 外乱の存在下での適応アルゴリズムの安定性6.3.6 内部モデル（積分器）の導入による外乱の抑制6.3.7 フィードバックループの追加による外乱の抑制6.3.8 フィードバックループ修正と外乱抑制フィルタを併用した手法6.3.9 外乱特性を推定する手法6.4 むだ時間と適応制御系の設計法6.4.1 プラントの入力表現に基づく離散時間モデル規範形適応制御系の設計法とその未知むだ時間系への拡張6.4.2 むだ時間推定を含む最小分散形セルフチューニングレギュレータ6.4.3 プラントの分解表現を用いた未知むだ時間非最小位相系に対する離散時間モデル規範形適応制御系の設計法6.5 非線形系に対する適応制御系の設計法7．基礎適応制御手法の実システムへの応用例7.1 サーボ系への応用例7.2 冷凍プロセスへの応用例7.3 非線形適応制御手法のDDロボットへの応用例8．適応制御理論と実装の間 8.1 理想状態の適応制御系とその実現8.2 シミュレーションによる評価と限界8.3 適応制御装置実現における問題点と対策8.3.1 制御系の構造と実現問題8.3.2 連続時間適応制御系の実現8.3.3 離散時間適応制御系の実現8.3.4 制御系実現における時間管理8.3.5 適応制御における信号処理8.4 応用例における諸問題への対処例8.5 過去に製品化された適応制御装置の例8.6 基礎適応制御理論の実装から応用のガイドラインへ9．基礎適応制御理論応用のガイドラインとケーススタディ9.1 適応制御系の設計とその指針9.2 適応制御における設計仕様とその制限9.3 制御対象のモデルとその有効範囲 9.4 適応制御における制御則の選定9.5 パラメータ推定アルゴリズムの選定9.6 適応制御系の実装手法9.7.1 ばね成形機の制御問題9.7.2 ばね成形機の加工機構9.7.3 製品長変動要因の解析9.7.4 制御用時系列モデルの作成9.7.5 最小分散制御系の設計9.7.6 適応最小分散制御系の設計と実機への応用10．基礎適応制御理論の今後の展開可能性と限界10.1 設計理論の新潮流10.2 安定性解析の考え方と「適応制御」10.3 適応制御系実装の変遷と今後の可能性付録付録A 信号ベクトルのP.S.性と入出力信号の周波数成分について付録B 状態変数フィルタと制御対象の非最小実現付録C 連続時間モデル規範形適応制御系の漸近安定性付録D 離散時間モデル規範形適応制御系の漸近安定性付録E 外乱に対する不感帯の設計と安定性付録F 適応制御システムのシミュレーションおわりに引用・参考文献索引楽天ブックスは品揃え200万点以上！