最新情報・センサ製品特集：次世代モビリティ・EV、ロボット、ヘルスケア、教材の分野別にセンサ製品をご紹介。
・【新製品】RoboCar® Lite 1/15を発表。2010年12月出荷開始、ただいま受注受付中。
ロボット専業メーカーとして9年、累計販売 3,000 台以上の納品をして参りました弊社の最大の資産は、大学の先生や研究者の方々とのネットワークだと考えております。弊社の専門書やe-nuvoテキストは、その先生方との協働により誕生しました。
- 価格表 ※最終ページに専門書、テキストがまとまっています。
2010年2月より、これまでのe-nuvoテキストとは別に、最新技術や研究成果を学ぶことができる「専門書」の発行を開始いたしました。第一弾として東京農工大学永井正夫教授とポンサトーン・ラクシンチャラーンサク特任准教授による業界初のカー・ロボティクス専門書『カー・ロボティクス』を、次いで群馬大学（元富士重工業株式会社）松村修二客員教授による『一からつくる電気自動車の設計』を発行いたします。
電気自動車
・RoboCar® カーロボティクスプラットフォーム
・RoboCar® G ロボット×超小型電気自動車 
『一からつくる電気自動車の設計』
松村修二 著（群馬大学客員教授、次世代EV研究会責任者）
松村修二客員教授の富士重工業株式会社からの長年の研究開発、自動車づくりのエッセンスが盛り込まれた本書は、電気自動車の設計を基礎から学ぶのに最適です。
- 価格（税別）
アカデミック6,600円、一般8,500円
- 1. レイアウト及び全体構想
- 乗員レイアウト構想、原動機レイアウト構想、空力構想、質量構想、質量配分
- 2. 性能
- 登坂性能、走行性能
- 3. 主要部分の構想及び検討
- 車輪（ホイール、タイヤ）、車体フレーム(衝突安全性)、車体外板、サスペンション（乗り心地、振動シミュレーション、ステアリング
- 4. パワーユニット(電気回路)の構想および検討
- インホイルモータ、バッテリー、電気・電子回路、インバータの仕組み、電気安全性、制御回路の確認試験
- 5.基本構造図面の作成
- 車体フレーム構造図、全体構造図
- 6. フレーム、足回り、機能部品の製作、組み付け
- フレーム、足回り、機能部品の製作、組み付け
- 7. 車体外板の製作
- FRPの一般知識、FRPボディ製作の手順（アウターライン図作成から塗装まで）
松村 修二
群馬大学 工学部 連携大学院（機械システム） 客員教授
東北大学大学院修了。工学博士。
富士重工業株式会社研究実験部入社。
スバル技術研究所プロジェクトジェネラルマネージャー歴任。
2006 年同社退職。 現在、群馬大学連携大学院にて客員教授を務める。
カー・ロボティクス
・RoboCar® カーロボティクスプラットフォーム
・RoboCar® G ロボット×超小型電気自動車
『カー・ロボティクス』
東京農工大学・永井正夫教授、ポンサトーン・ラクシンチャラーンサク特任准教授 著
永井正夫
東京農工大学教授
ポンサトーン・ラクシンチャラーンサク
同大学特任准教授
近年、安全性の向上や危険予知など、自動車に求められる機能は新しい段階に入ったといえます。着実に、自動車のロボット化が進む中、次世代自動車に求められる最も重要な機能と技術は「電動化」と「知能化」であり、未来カーへの鍵は「ロボティクス」であると考えます。
本書は、業界初となるカー・ロボティクスの専門書です。著者は、本分野の第一人者である東京農工大学永井正夫教授とポンサトーン・ラクシンチャラーンサク特任准教授で、カーエレクトロニクスとロボティクスを応用した最先端のカー・ロボティクスについて、大学生からエンジニアまで、体系的・網羅的に学ぶことができる内容となります。
- 価格（税別）
アカデミック6,600円、一般8,500円 - 2010年8月末 刊行予定、予約受付中
- 1. はじめに
- カー・ロボティクスとは何か？
- 予防安全技術（運転支援，ＩＴＳ）から自動運転
- パーソナルモビリティ，新しい機構
- 2. カー・ロボティクスのための基礎
- 2.1 車両の運動モデル
- 2.2 ドライバの行動モデル
- 2.3 外界センシングデバイス
- 3. カー・ロボティクスのための制御系設計理論
- 3.1 伝達関数と状態方程式
- 3.2 PID制御
- 3.3 最適制御
- 3.4 モデルマッチング制御
- 4. 運動制御の例
- 4.1 車輪速度制御系の設計
- 4.2 駆動トルク配分制御系の設計
- 4.3 ステアバイワイヤ制御系の設計
- 5. 自律運転の例
- 5.1 車線追従制御系の設計
- 5.2 先行車追従制御系の設計
- 5.3 障害物回避のための操舵・制動制御系の設計
- 6. 将来技術
- 6.1 個別適合型運転支援システムと機械学習
- 6.2 今後のカー・ロボティクス
(自動運転 新しい機構、パーソナルモビリティの形態)
- 永井 正夫
- 東京農工大学大学院教授
- 共生科学技術研究院 先端機械システム部門 工学府 機械システム工学専攻
- 1977年 東京大学大学院博士課程修了（工学博士）
- 1977年 東京農工大学講師
- 1982-1983年 独ブラウンシュバイク工科大学招聘研究員
- 1989年 東京農工大学工学部教授
- 現在大学院工学府機械システム工学専攻に所属。主な研究分野は、自動車の予防安全システム、車両運動制御、カー・ロボティクス、ITS 分野、人間の運転特性、鉄道・車両の振動制御。
カー・ロボティクス調査研究委員会委員長、日本機械学会フェロー、自動車技術会副会長、日本ロボット学会、計測自動制御学会、ヒューマンインタフェース学会などの会員。
- ポンサトーン・ラクシンチャラーンサク
- 東京農工大学大学院特任准教授
- 共生科学技術研究院 工学府 機械システム工学専攻
- 1999年タイチュラロンコーン大学工学部機械システム工学科首席卒業
- 1999年文部科学省の国費留学生として来日
- 2004年より東京農工大学大学院工学府特任助手
- 2005年東京農工大学大学院博士（工学）学位取得
- 2005年より東京農工大学大学院工学府機械システム工学専攻助手
- 2006年より同特任助教授（2007 年より特任准教授） 現在に至る
- 主な研究分野は、超小型電気自動車の運動制御、自動車の交通事故を防ぐアクティブセーフティ技術、自動車の運動性能、道路環境認識、ドライバの運転行動モデル等。
日本機械学会,自動車技術会,計測自動制御学会会員。
佐藤 知正
東京大学情報理工学研究科知能機械情報学専攻教授、（社）日本ロボット学会 前会長
自動車には、150年の歴史がある。それは、1859年の内燃機関の発明後の自動車の基本技術、第一次大戦後の高速道路網などの社会インフラ技術、そして第二次大戦後のきめこまやかな自動車ものつくり技術の歴史であり、ロボットが大いに学ぶべき事項である。そして、これまで日本の輸出を支えてきた自動車は、現在環境と安全の観点から、ロボットに学ぶべき時期に来ている。
一方ロボットは、1960年代にその研究が開始されて以来、まだ50年の歴史しか有しておらず、実用化技術や社会技術は、自動車から学ぶべきことが多い。しかし、ロボットは、人工知能の一環として研究されてきた関係もあり、知能化技術に一日の長がある。ネットワークの中で活動し、そしてロボット化されるこれからの自動車が学ぶべきことは多い。
このような観点から、日本ロボット学会は、今後の自動車の知能化、ネットワーク化とロボットの自動車化を見据え、カーロボティクスに関する相互刺激をはかるために、2007年に自動車技術会との交流活動に関する覚書を取り交わし、研究交流活動を推進してきた。
本書は、このような活動をふまえ、カーロボティクス研究の第1人者である東京農工大学永井教授・ポンサトーン准教授の長年の研究実績をもとに、カーロボティクスの観点から、自動車の制御・操縦に関して、体系的に書かれた書籍である。本書によりロボット工学と自動車技術との相互刺激、そして相乗効果による両技術の研究開発が促進されることを期待する。
竹中 恭二
富士重工業株式会社 顧問（前社長）、ロボットビジネス推進協議会 前会長
自動車は今、地球環境保全や高齢化社会などの観点から新たな革新を求められている。しかしながら、その中核とも言うべきカーロボティクスと電気自動車（EV)についてここまで網羅された書はこれまでなかった。本書は、これから始まる未来に向けて、自動車や自動車関連産業に携わる全てのエンジニアにとって必携の書となるだろう。本書が、新時代のエンジニアの育成に寄与し、日本の国際競争力を高めることに大いに期待したい。
伊賀 直人
NECエレクトロニクス株式会社マイクロコンピュータ事業本部自動車システム事業部グループマネージャー
昨今のハイブリッド自動車・電気自動車の普及によりカーエレクトロニクスは益々重要になっている。自動車の知能化も急速に進んでおり、NECエレクトロニクスでは、動画像認識プロセッサIMAPCAR(R)などにより自動車の危険防止・安全確認システムをサポートしている。本書では今後の先進自動車に必要となる技術が解説されており、今後の製品開発において有用である。本書によりカーロボティクス分野が拡大することを期待する。
Satoshi Wada |和田智| SWdesign TOKYO | Audi design Partner
日産自動車を経てドイツ、アウディAGで12年（代表作Audi A5&S5,Q7,A6)、クルマの恩恵を受けて生かされて来ました。しかし、この大きな社会のターニングポイントにおいて、いったいクリエーターとして今、何をしなければいけないかと言うVISIONに立ち、未来のくらしへの新しい価値としてのモビリティライフの創造に力を注ぎたいと考えています。カーロボティクスはその一つの方向性を示しています。決して便利なだけではなく、人のくらしといかにとけ込めるか、いかにハイテクノロジーがでしゃばらずシンプルに我々の感性にとけ込めるか、こんな課題と共に新しいくらしが必ず来るのです。未来を美しく笑顔あるものにする、これが’デザインの使命です。この書が、そんな世界へ導く第一歩になる事を願っています。
カーロボティクス、モーションセンサなどの最新技術や二足歩行ロボットを、学校や授業の目玉として取り入れたいとお考えになる先生が多数いらっしゃる一方で、「学生には難しすぎるのではないか？」「カリキュラム作成が困難そうだ」という声も聞いて参りました。そのご要望にお答えするため、弊社教材e-nuvoシリーズを用いて学習する「e-nuvoテキスト」を発行しています
実際に大学や高等専門学校で教鞭を執っている先生方が執筆された、すぐに活用できる実践的な教材です。ぜひ、このカリキュラム・テキストを参考に、e-nuvoシリーズの導入をご検討ください。学生の学習意欲を刺激する、特色ある学校・学科・研究室作りに貢献できるものと自負しております。
9軸ワイヤレスモーションセンサーで学ぶ
・e-nuvo IMU-Z 9軸ワイヤレスモーションセンサー
IM-A1『国立東京工業高等専門学校・齊藤先生の「e-nuvo IMU-Z」で学ぶ 9軸モーションセンサ』
9軸センサ（3軸ジャイロセンサ、3軸加速度センサ、3軸地磁気センサ）の機能、動作原理とデータの解析方法を基礎から学べるテキストです。実際のセンサのモーションデータを利用して、速度、変位、角度などの算出方法を学ぶ実用的な内容となっています。また、歩行や腕のふり計測などを題材にした演習問題など、授業に導入しやすい内容となっています。
2010年10月刊行予定、予約受付中
- 1. はじめに
- 1.1 動作解析とは
- 1.2 モーション計測
- 2. モーションセンサモジュールIMU-Zの機能と動作原理
- 2.1 加速度センサ
- 2.2 角速度センサ（ジャイロセンサ）
- 2.3 方位センサ（地磁気センサ）
- 3. 運動と姿勢
- 3.1 アームの機構と順運動学
- 3.2 回転運動と座標変換
- 3.3 アームの先端位置と姿勢
- 3.4 速度と加速度の順運動学
- 3.5 アームの逆運動学
- 3.6 練習問題（アーム先端位置の幾何学的な計算，エクセルを用いたアーム運動のシミュレーションなど）
- コラム：回転行列，ヤコビ行列
- 4. モーションセンサを用いた運動計測
- 4.1 加速度の計測
- 4.2 角速度の計測
- 4.3 方位の計測
- 4.4 センサ出力波形とフィルタ
- 4.5 練習問題（回転椅子，歩行など周期的な動作の計測）
- コラム：センサの較正
- 5. モーションセンサ出力を用いた速度，変位，角度の算出
- 5.1 加速度の積分による速度・変位の算出
- 5.2 角速度の積分による角度の算出
- 5.3 計測精度の確認（センサ精度，積分誤差）
- 5.4 練習問題（前腕運動（肘関節運動）の計測）
- 6. モーションセンサによる応用計測演習
- 6.1 徒歩，乗り物の動線計測
- 6.2 手首モーション計測による把持検知
モータ制御学習キットで学ぶ
・e-nuvo BASIC モータ制御学習キット
モータ制御で学ぶ電子回路と組込みプログラミング（毎日コミュニケーションズ）
本書では、ロボットやメカトロニクスの根幹技術であるモータ制御を題材として、現代のメカトロ・エンジニアに必須の電子回路と組み込みプログラミングの基礎を学んでいきます。書中では、知識習得のための講義と実験課題を交互に繰り返し、要素要素を短期で身につけられる構成になっています。
BA-A1 組み込みプログラミングの基礎（モータ制御基礎編）
DCモータの両端に電池を繋ぐとモータは、ぐるぐると回り始めてしまいます。 しかし、実際のロボットでは、関節をある角度で静止させることが必要です。どのようにすればよいのでしょうか？これがモータ制御で学習する事項です。
まず、トランジスタ、ポテンショメータなどの電子部品の特性を調べ、それらの部品を使って、「ポテンショメータの角度と抵抗値のグラフ」「トランジスタによるモータ駆動」「H-Bridge回路」といった電子実験を行います。 部品の理解が進んだら、CPUを使って、「ポテンショメータの値のA/D変換」「エンコーダの値のカウント」「PWMによるモータ速度の変化」そして、モータ制御「ソフトウェアサーボ」の実験になります。
[ テキストの目次（PDF） ]
BA-A2 組み込みプログラミングの基礎（PID制御実装編）
本書の基礎編に相当する「BA-A1 組み込みプログラミングの基礎（モータ制御基礎編）」では、最終的にON/OFF制御でモータの角度フィードバックを実現するのに必要な“電気部品の基礎”と“組み込みプログラミング”をイチから実習によって学習する内容でした。
本書では、産業界で一番良く用いられているPID制御を実装すること考えます。最終的にPID制御を実装するにあたって必要な組み込みプログラミングの基礎を学習し、最後にP制御、D制御の挙動をロギングデータで解析し、PID制御についても学習します。PID制御では、P制御、D制御の挙動が下図のようなロギングデータだけなく，実際に動きが見てとれるので、PID制御の役割を理解するのに相応しい題材と言えます。これは、大学などでの学生実験においてのご使用が可能です．
- 目次
- はじめに この教材の特徴と使い方
- タイマーの基礎
- シリアル通信の基礎
- シリアル通信の応用
- PID制御器の実装
BA-A3 組み込みプログラミングの基礎（PID制御の設計と実習編）
本書「BA-A3 組み込みプログラミングの基礎（PID制御の設計と実習編）」で学習する内容としては、大きく２つあります。 一つはノイズ除去のための一次ローパスフィルタの学習です。もう一つは、トルク制御によるPID制御の設計、実装、チューニングです。「BA-A2 PID制御の実装編」で学習したPID制御は、目標値に追従するように制御器がPWM信号のDuty[%]を適宜変更してモータを駆動しており、各ゲインは試行錯誤によって決めました。PID制御の各ゲインを設計的に求めようとすると、このPWM方式ではあまり都合がよくありません。そこで一つの方法は、電流フィードバックを構築することによって電流指示（トルク指示）ができるものとして、制御対象をモデリングして、ゲインを設計する手法がああります。これが、トルク制御によるPID制御です。
今までは、組み込みプログラミングの基礎というコンセプトで、初歩の初歩から学習していくことを前提としていたので、理解しやすいという観点から浮動小数点を用いて実装してきました。しかし、通常はより安価なマイコンでより多くの処理をしたいという要求があるので、floatはあまり使われません。今回実装する電流フィードバックは短い制御周期としたいことから浮動小数点による実装は現実的ではありません。そこで、電流フィードバック制御は整数演算による実装をしています。組み込みプログラミングにおいて、整数演算の考え方は非常に重要なので、本書で学習します。
※本書の内容は、e-nuvo BASIC Ver.1.10以降を対象としています。
（Ver.1.00は、電流を計測するシャント抵抗が搭載されていないため電流フィードバックができないためです。）
- 目次
- はじめに この教材の特徴と使い方
- タイマーの基礎
- PID制御器の実装と設計
- 【やってみましょう 番外編】 トルク制御を用いたPID制御の挙動
BA-B1 はじめてのHDL（ハードウェア記述言語）
ソフトウェアが得意な領域は、H8マイコンで。ハードウェアが得意な領域は、CPLD（FPGA）で。産業界で広く使われているアルテラ製CPLDを用いて、ハードウェア設計の基本を学習します。
AND・ORの論理演算から、デコーダ、セレクタ、フリップフロップと、基礎を順を追って学習します。
車輪・倒立二輪型ロボットで学ぶ
・e-nuvo WHEEL モータ制御学習キット
WH-A1 ロボット教育の専門家『水川 真 教授のライントレース講座』
ライントレースロボット（e-nuvo WHEEL+ライントレースオプション）を用いて、電気回路、マイコンの基礎、プログラミングを学びます。
まず、ライントレースの原理として、フォトセンサの取得方法、センサフィードバックによる制御理論を学習します。次に、マイコンの基礎として、入出力ポートの使い方、ＬＥＤ点灯、ＤＩＰスイッチの取得、ＡＤ変換、タイマー、ＰＷＭ出力方法などを学習します。そして、実際にライントレースロボットを動かすために必要な、ＤＣモータの動作方法（ＦＥＴによるＨブリッジ、専用ＩＣについて）、ロータリーエンコーダ(２逓倍、４逓倍)の取得方法を学び、更に発展的な学習として、ＰＩＤ制御による回転速度制御、電流フィードバックによるモータのトルク制御まで学習ができます。
サンプルプログラムを収録したCD付いています。
- 第1章 ライントレースロボットとメカトロ教育
- 1.1 ロボットの構成
- 1.2 ライントレースロボット
- 1.3 ライントレースロボットの構成
- 1.4 マイコン回路
- 1.5 センサ回路
- 1.6 LEDの点灯
- 1.7 モータ駆動回路
- 1.8 速度制御
- 1.9 方向制御
- 1.10 方向決定論理
- 第2章 マイコンの基礎
- 2.1 マイクロコンピュータとは
- 2.2 入出力(I/Oポート)について
- 2.3 LEDの点灯
- 2.3.1 LED点灯回路図
- 2.3.2 LED点灯プログラム
- 2.4 DIPスイッチ
- 2.4.1 DIPスイッチ回路図
- 2.4.2 DIPスイッチプログラム
- 2.5 ライン検出センサ
- 2.5.1 ライン検出センサ回路図
- 2.5.2 ライン検出センサプログラム
- 2.6 A/D(アナログ/デジタル)変換
- 2.6.2 A/D 変換を使用している回路例 (e-nuvo WHEEL)
- 2.6.3 A/D変換プログラム
- 2.7 タイマ機能
- 2.7.1 タイマ割り込み プログラム
- 第3章 DC モータ
- 3.1 DCモータの種類と特徴
- 3.2 DCモータの構造
- 3.3 DCモータの動作原理
- 3.4 DCモータを動かす (H8/3052F)
- 3.4.1 ドライブ回路の回路図
- 3.4.2 プログラム
- 3.5 PWM(Pulse Width Modulation)
- 3.5.1 PWMとは
- 3.5.2 マイコンでPWM信号を作り出す
- 3.5.3 マイコン機能によるPWM(H8/3052F)
- 3.6 PWMを用いてDCモータを動かす
- 3.6.1 ドライブ回路の回路図
- 3.6.2 プログラム
- 3.7 DCモータの正転逆転回路
- 3.7.1 Hブリッジドライブ回路用いたDCモータの駆動(H8/3052F)
- 3.7.2 プログラム(H8/3052F)
- 3.7.3 Hブリッジドライブ回路(e-nuvoWHEEL)
- 3.7.4 プログラム(e-nuvo WHEEL)
- 3.8 DCモータドライバIC
- 3.8.1 DCモータドライバICの種類
- 3.8.2 DCモータドライバICの内部回路
- 3.8.3 簡単なモータドライバICの特徴
- 第4章 ロータリーエンコーダ
- 4.1 ロータリーエンコーダとは
- 4.2 ロータリーエンコーダの基本カウント
- 4.2.1 ロータリーエンコーダによる回転方向の検出
- 4.2.2 基本カウントプログラム(H8/3052F)
- 4.3 ロータリーエンコーダの2逓倍(テイバイ)カウント
- 4.3.1 ロータリーエンコーダの2逓倍カウントによる回転方向の検出
- 4.3.2 2逓倍プログラム(H8/3052F)
- 4.4 ロータリーエンコーダの4逓倍カウント
- 4.4.1 ロータリーエンコーダの4逓倍カウントによる回転方向の検出
- 4.4.2 4逓倍プログラム(H8/3052F)
- 第5章 フィードバック制御
- 5.1 フィードバック制御について
- 5.2 PID制御
- 5.4 PID制御によるDCモータのトルク制御
- 5.4.1 PID制御によるトルク制御プログラム(e-nuvoWHEEL)
- 5.5 PID制御によるDCモータの回転速度制御
- 5.5.1 PID制御による回転速度制御プログラム(H8/3052F)
- 5.3.2 ライントレースロボットを動かそう(e-nuvo WHEEL)
- 5.3.3 ライントレースプログラム
[ PDF版 ]
WH-A2 『成蹊大学・柴田先生の 古典制御でWHEELを立たせよう！』
古典制御（自動制御）はフィードバック制御の基礎となっており、産業界の様々な分野で使われています。制御手法も数多く開発・提案され続けており、現在でも産業界における主力の制御手法であるといわれています。
本テキストは、古典制御の基礎的な理論概要に加え、「e-nuvo WHEEL」を古典制御で倒立させることを主眼に置いた、実習にそのまま活用いただける実験書となっております。もっぱら現代制御理論のテーマとして扱われる倒立振子モデルを、古典制御で倒立移動制御できるようにやさしく詳解されております。
理論偏重になりがちな制御工学を、倒立二輪型ロボットによる実験を通じて学ぶことで、学生の理解度、習熟度を一層高めることが期待できます。
※本テキスト付属のサンプルプログラムは、e-nuvo WHEELモータ1 軸タイプに対応しています。
- 1. はじめに
- 2. 自動制御（古典制御）の基礎
- 2.1. フィードバック制御
- 2.2. 運動方程式とモデル化
- 2.3. 伝達関数
- 2.4. 極と零点
- 2.5. コントローラの設計
- 3. 自動制御による倒立移動制御
- 3.1. 制御目的と制御系の構成
- 3.2. 制御対象のモデル化
- 3.3. 倒立制御
- 3.4. 倒立移動制御
- 4. おわりに
- 参考図書
- 付録
- 運動方程式の導出
- 解答と解説
- ※サンプルプログラム付参考文献
WH-A3 運動解析編「倒立振子ロボットで学ぶ現代制御」
e-nuvo BASICで、古典制御の基本であるPID制御を学びましたが、ここでは、現代制御理論に踏み込みます。 倒立振子ロボットは、台車の移動量と、台車上にある振子の回転角度を、同時に制御する必要があり、力学モデルを用いないPID制御では、安定化するのが難しい問題です。 現代制御というと、難しい印象を持ちますが、状態量に関する感覚さえつかめれば、大学学部レベル、高専レベルでも、充分に理解可能な理論です。 本書では、初めて現代制御理論に触れる学生を対象として、数式の詳しい証明は割愛し、実際の活用事例を多数示すことで、現代制御理論を適用する上で考慮すべき点、注意すべき点をエンジニアの観点から感覚的につかむことを目的にしています。
- 【第0章】 はじめに
- 0-1 はじめに
- 0-2 この教材の特徴
- 0-3 MBD における e-nuvoWHEEL の位置付け
- 【第 1 章】 制御とは
- 1-1 制御とは
- 【やってみましょう 1-1】身の回りのものから、制御についてディスカッションしてみましょう
- 【やってみましょう 1-2】制御を JIS の定義に照らし合わせて考えてみましょう
- 1-2 制御システムの構成とブロック線図
- 【やってみましょう 1-3】ブロック線図を描いてみましょう
- 1-3 制御の歴史
- 1-4 古典制御から現代制御へ
- 1-1 制御とは
- 【第 2 章】 状態方程式による物理現象の表現
- 2-1 状態量と状態方程式
- 2-2 力学系(並進運動)の状態方程式
- 【例 2-1】 1 自由度振動系(並進運動)の状態方程式
- 【例 2-2】 2 自由度振動系(並進運動)の状態方程式
- 【例 2-3】 1 自由度振動系(並進運動)の MATLAB シミュレーション
- 【やってみましょう 2-1】
- 2 自由度振動系(並進運動)の MATLAB シミュレーション
- 2-3 力学系(回転運動)の状態方程式
- 【例 2-4】 1 自由度振動系(回転運動)の状態方程式
- 【やってみましょう 2-2】2 自由度振動系(回転運動)の状態方程式と MATLAB シミュレーション
- 【やってみましょう 2-3】ギアを介して駆動されるシステムの状態方程式
- 【やってみましょう 2-4】倒立振子ロボットの状態方程式と MATLAB シミュレーション
- 【やってみましょう 2-5】倒立二輪ロボットの状態方程式と MATLAB シミュレーション
- 2-4 同値変換
- 【例 2-5】 1 自由度振動系(並進運動)の状態変換
- 【やってみましょう 2-6】1 自由度振動系(並進運動)の同値変換
- 【やってみましょう 2-7】倒立二輪ロボットの同値変換
- (演習問題) 電気系の状態方程式
- 【第 3 章】 倒立振子ロボットの安定性
- 3-1 システムの安定性とは
- 3-2 1 次元システムの安定性
- 3-3 n 次元システムの安定性
- 【例 3-1】 2 次元システムの安定性
- 【問題 3-1】 システムの安定性の略証
- 【やってみましょう 3-1】2 次元システムの零入力応答の計算
- 3-4 MATLAB を利用した安定性の解析
- 【例 3-2】 2 次元システムの MATLAB を用いた安定性解析
- 【やってみましょう 3-2】倒立振子ロボットの MATLAB を用いた安定性解析
- 【やってみましょう 3-3】倒立二輪ロボットの MATLAB を用いた安定性解析
- 付録 3-1 状態方程式の解
- (演習問題) 安定性の解析
- 【第 4 章】 倒立振子ロボットの可制御性、可観測性
- 4-1 可制御性とは
- 【例 4-1】 可制御性の例1
- 【例 4-2】 可制御性の例2
- 【例 4-3】 可制御性の例3
- 4-2 可観測性とは
- 【例 4-4】 可観測性の例1
- 【例 4-5】 可観測性の例2
- 【例 4-6】 可観測性の例3
- 【やってみましょう 4-1】1 自由度振動系(並進運動)の可制御性・可観測性の計算
- 4-3 MATLAB を利用した可制御性、可観測性の確認
- 【例 4-7】 1 自由度振動系(並進運動)の可制御性,可観測性の確認
- 【やってみましょう 4-2】倒立振子ロボットの可制御性、可観測性を確認してみよう
- 【やってみましょう 4-3】倒立二輪ロボットの可制御性、可観測性を確認してみよう
- (演習問題) 可制御性、可観測性
- 4-1 可制御性とは
- 【第 5 章】 倒立振子ロボットの安定化(極配置)
- 5-1 1 次元システムの安定化
- 【例 5-1】 1 次元システムの安定化の数値例
- 5-2 MATLAB を利用した極配置
- 【例 5-2】 2 次元システムの極配置
- 【例 5-3】 MATLAB による 1 自由度振動系(並進運動)の極配置
- 【やってみましょう 5-1】倒立振子ロボットを、極配置を用いて安定化してみよう (すべての状態が既知の場合)
- 【やってみましょう 5-2】倒立振子ロボットを、実際に制御してみよう
- 【やってみましょう 5-3】倒立二輪ロボットを、極配置を用いて安定化してみよう
- 【やってみましょう 5-4】倒立二輪ロボットを、実際に制御してみよう
- 5-3 制御器の実装(連続時間系と離散時間系)
- 5-1 1 次元システムの安定化
- 【第 6 章】 倒立振子ロボットの最適制御
- 6-1 過渡応答と入力の関係をスカラーで考えてみよう
- 【例 6-1】 1 次元 SISO システムの最適制御問題
- 6-2 MATLAB を利用した最適制御の設計
- 【例 6-2】 リカッチ方程式を用いた 1 次元 SISO システムの最適制御問題の解法
- 【例 6-3】 リカッチ方程式を用いた 2 次元システムの最適制御問題の解法
- 【例 6-4】 MATLAB を用いた 2 次元システムの最適制御問題の解法
- 【やってみましょう 6-1】1 自由度振動系の最適制御問題
- 【やってみましょう 6-2】倒立振子ロボットの最適制御問題
- 【やってみましょう 6-3】倒立二輪ロボットの最適制御問題
- 6-3 倒立二輪ロボットのチューニング
- 【やってみましょう 6-4】倒立二輪ロボットの実験と最適制御のチューニング
- 6-1 過渡応答と入力の関係をスカラーで考えてみよう
- 付録
- MATLAB について
- コンパイル・リンク
- ダウンロード
- サンプルプログラムの使い方
- ロギングデータの取得方法とデータの解析
- 参考文献
[ PDF版 ]
WH-C1 慶應義塾大学・足立教授の「e-nuvo WHEELを用いたMATLAB演習と制御実験』
実習でそのまま活用頂ける実験書を、慶應義塾大学理工学部物理情報工学科・足立修一教授に執筆して頂きました。受講者へ配布ができるよう、印刷可能な演習問題のPDFファイルをCD-Rに収め本書に付属しています。
- 1 はじめに
- 2 簡単な倒立振子の制御系設計 – 倒立二輪ロボット実験の準
- 2.1 問題の説明
- 2.2 倒立振子の物理モデリン
- 2.3 倒立振子のアナリシス
- 2.3.1 安定性
- 2.3.2 可制御性と可観測性
- 2.3.3 制御のしやすさ
- 2.4 倒立振子のコントローラ設計
- 2.4.1 極配置法による状態フィードバック則の
- 2.4.2 オブザーバによる状態変数
- 2.4.3 最適レギュレー
- 3 倒立二輪ロボット実験
- 3.1 物理モデリングによる状態方程式の導出
- 3.2 状態空間モデルを用いた倒立二輪ロボットのアナリシス
- 3.3 倒立二輪ロボットのフィードバック制御系設計
- 3.3.1 極配置法
- 3.4 最適レギュレータ
- 4 おわりに
- 問題解答例
- Appendix
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