＜本書の主な構成＞
◆第1章 PID制御のイメージをおさえる
どのような制御対象にPID制御が適用できるのか、また、PID制御を適用したらどのようなこと実現できるのかという、PID制御の基本的なイメージを身につけます。PID制御では1つの出力しか制御できません。
◆第2章 PID制御のつくり方
PID制御の仕組みと動作原理を解説しています。比例制御、積分制御、微分制御の概念と、それぞれの制御の実際の働きについて、やさしく説明しています。
◆第3章 オペアンプを使ったPID制御
PID制御回路を6つの基本要素に分解して考える方法を説明します。さらにそのPID制御の回路要素をオペアンプを使ったハードウエアで構成します。PID装置をオペアンプで実現する方法を解説します。
◆第4章 LT Spice回路シミュレータを使ったPID制御の動作検証
電子回路のシミュレーションができるLT Spice回路シミュレータを使って、RLC回路などの電気回路の応答特性を解析します。1次遅れ系や2次遅れ系のステップ応答をシミュレーションして応答特性を理解します。また、2次遅れ系の制御対象をPID制御した時の挙動をシミュレーションで解析します。
◆第5章 ラプラス変換して微分方程式を簡単に解く
PID制御の制御対象を微分方程式で表現すれば、ラプラス変換を使って簡単に応答特性を知ることができるようになります。ラプラス変換表とラプラス定理表を使って微分方程式を解く方法を学んで、制御対象の応答を解析する力をつけます。
◆第6章 制御対象の特性
制御対象は物理現象ですから、その多くは微分方程式で表すことができます。物理現象を微分方程式にして、伝達関数を求めて動作特性を解析します。
◆第7章 s領域におけるPID制御
制御対象をラプラス変換して、s領域の伝達関数を導き出して、ブロック線図を使ったPID制御の解析方法について解説します。また、1次遅れ系と2次遅れ系についてのPID制御の応答特性と、外乱の影響について議論します。
◆第8章 MATLABによるPID制御のシミュレーション
MATLAB Simulinkを使って、1次遅れ系や2次遅れ系のPID制御のシミュレーションを行う方法を解説します。理論で得られた結果とシミュレーション結果を比較します。
◆第9章 コンピュータを使ったPID制御
コンピュータを使ったPID制御のプログラム構造を学びます。具体例として、C言語を使ったPID制御プログラムのつくり方と、微分積分のプログラミング方法を説明します。また、PLCを使ったPID制御プログラムのつくり方について解説します。
さらに、コラムで、簡単な制御対象のパラメータ同定の方法や、PID制御の最適なパラメータの選定方法について言及します。
本書をご活用いただき、読者諸賢の問題解決や技術力向上にお役立ていただければ幸いです。
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