自動制御（古典制御）の解説記事一覧と、電験の過去問の出題例をまとめました。
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自動制御（古典制御）の概要
自動制御（古典制御）は抽象的で難易度の高い分野ですが、あらかじめ概要を知ったうえで学習すれば、容易に理解できる分野です。
自動制御、特にその中でも古典制御では、ラプラス変換によって微分・積分で示される制御システムを四則演算に置き換えて様々な応答波形の特性を見ていく分野です。
大きく分ければ3つの項目に分かれていて、
- ラプラス変換
- $s$領域での制御理論
- 周波数領域での制御理論
があります。
共通して大事なのは「極」の考え方で、ラプラス変換の
$$\mathcal{L}\left[e^{-at}\right]=\frac{1}{s+a}$$
からも明らかなとおり、$a$が実数解か、重解か、虚数解かによって応答が変わります。
以上の内容を頭の片隅に入れて、解説記事や電験過去問解説をご覧ください。
自動制御（古典制御）に関する公開している解説記事
| 記事No. | タイトル | 分かること（記事の概要） |
| 1 | 主要な関数のラプラス変換一覧とラプラス変換表 | ・部分積分を使った主要な関数のラプラス変換 ・暗記すべきラプラス変換表 |
| 2 | 初期値定理と最終値定理の導出と使い方 | ・初期値定理及び最終値定理の導出方法 ・初期値定理及び最終値定理の具体的な使い方 |
| 3 | ブロック線図の理解の仕方 | ・ブロック線図の基本的な読み方 |
| 4 | ブロック線図の等価変換 | ・ブロック線図の等価変換による表現の簡単化 |
| 5 | フィードバック制御の身近な例と公式 | ・フィードバック制御の身近な例と直感的イメージ理解 ・フィードバック制御系のブロック線図 ・フィードバック制御系の伝達関数の導出 |
| 6 | フィードバック制御系の定常偏差と定常偏差を0にする方法 | ・フィードバック制御系における偏差の意味 ・定常偏差の計算方法 ・定常偏差を0にする方法 |
| 7 | 二次遅れ系の極及び応答波形の概要 | ・二次遅れ系の式とその意味 ・極の違いによる二次遅れ系の応答波形の違い ・逆ラプラス変換からの直感的理解 |
| 8 | 二次遅れ系のインパルス応答波形と具体的な計算法 | ・二次遅れ系にインパルス応答を入力したときの応答波形 ・極の違いによる0位置近傍での振動の有無の違い |
| 9 | 二次遅れ系の単位ステップ応答（インディシャル応答）波形と具体的な計算法 | ・二次遅れ系に単位ステップ応答（インディシャル応答）を入力したときの応答波形 ・極の違いによる目標値近傍での振動の有無の違い |
| 10 | フィードバック制御系の極配置と安定性 | ・フィードバック制御系における安定/不安定とは何か ・極の違いによる安定/不安定の直感的理解 |
電験での出題例
電験で出題されている自動制御の過去問をまとめました。
電験2種
| 年度 | 科目 | 問題番号 | 内容 |
| 令和4年 | 機械・制御 | 問4 | フィードバック制御系の安定判別と偏差に関する計算問題 |
| 令和3年 | 機械・制御 | 問4 | フィードバック制御系の極配置・応答波形・安定性の計算 |
| 令和2年 | 機械・制御 | 問4 | 二次遅れ要素の減衰係数と定常偏差に関する計算問題 |
| 令和元年 | 機械・制御 | 問4 | フィードバック制御系の極配置と単位インパルス応答 |
| 平成30年 | 機械・制御 | 問4 | 制御対象のボード線図の描画と2自由度制御系の動作解析問題 |
書籍版
自動制御（古典制御）については、書籍版も販売しています。
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