14. 導電率、誘電率、透磁率新着!!
電磁場に関する基礎概念 ＊電界電荷は、全ての電磁気現象の源泉で、「物質が持つ電気的な力（電磁気力）を引き起こすための属性」と考える。この電荷を\(Q\)で表す。電荷の最小単位を電気素量\(e\)と呼び、$$陽子１個：+e […]
33. オペアンプ技術資料集
オペアンプ回路に関する解説動画、解説資料などがネット上に沢山公開されている。16. オペアンプ回路、１７．差動増幅器、ボルテージフォロワ、加算器を習得した後は、これらの技術資料を読み解くことは容易だと思う。ここでは、これ […]
32. コンパレータによるLC発振回路
LC発振回路はトランジスタを使用してつくるが、100kHz程度であればコンパレータを使用してつくることができる。コンパレータを用いたLC発振回路は、一般的に「矩形波」が必要な用途や、確実に発振を開始させたい場合に採用され […]
31. 疑似微分器の実装
※注意：理論の検証的な話題で、実用性はあまりないと思われる。 疑似微分器（Practical Differentiator）は、理想的な微分器が抱える「ノイズへの弱さ」や「動作の不安定さ」を克服するために、あえて高域のゲ […]
30. インピーダンス制御
インピーダンス制御（Impedance Control）は、ロボットの先端（エンドエフェクタ）と環境との間の「動的な関係（力と運動の関係）」を操るための制御手法である。これまでの「位置制御」や「力制御」とは異なり、ロボッ […]
28. 外乱オブザーバ
外乱オブザーバ（Disturbance Observer: DOB）は、モータ制御などの精密なモーションコントロールにおいて、負荷トルクの変動や摩擦、モデルの不確かさを「外乱」として一括して推定し、その「外乱」打ち消すた […]
13-1. オブザーバ併合型状態フィードバックによるデッドビート制御
デッドビート制御（有限時間整定制御）は、離散時間システム特有の制御手法で、「サンプリング周期の整数倍という有限の時間内に、状態誤差を完全にゼロにする」という強力な応答特性を持つ制御である。ここでは、これを状態観測器（オブ […]
27. PIDと状態フィードバック
PID制御と「状態観測器（オブザーバ）を用いた状態フィードバック」は、一見すると異なる手法に見えるが、制御の本質（過去・現在・未来の情報をどう使うか）において共通点がある。特に、2次系（位置と速度を扱うシステムなど）にお […]
19-1. リッカチ代数方程式
最適制御、特に線形二次レギュレータ（LQR）の問題において、無限時間評価関数を最小化する際に現れるのがリッカチ代数方程式（Algebraic Riccati Equation, ARE）である。ここでは、リッカチ代数方程 […]
30. 電気電子回路図の読み方
電気電子回路図は、いわば「電気の設計図」であり「共通言語」といえる。複雑に見えることもあるが、地図を読むのと同じように、いくつかのルールと作法を知るだけで、読みやすくなる。ここでは、回路図を読む際の基本原則を紹介する。た […]
17-2. オペアンプによる非線形回路(2)
オペアンプ（演算増幅器）に非線形素子を付け加えた回路を考える。設計例を基にLTspiceで数値解析を行い、その特性を観察する。 ピーク値検出回路 図１にピーク値検出の基本回路を示す。オペアンプに非線形素子のダイオード\( […]
17-1. オペアンプによる非線形回路(1)
オペアンプ（演算増幅器）に非線形素子を付け加えた回路を考える。非線形素子を含む回路では、非線形素子を折線近似し、その各折線での等価回路で設計を行う。ここでは、その設計例を基にLTspiceで数値解析を行い、その特性を観察 […]
11-1. BJTのモデル
BJT（バイポーラトランジスタ）を使った回路の解析には、LTspiceなどの電子回路シミュレーションツールが欠かせない。LTspiceは、SPICE (Simulation Program with Integrated […]
6-2. ラプラス変換（アプリの利用）
ラプラス変換は工学、特に電気電子工学、制御工学、信号処理の分野において、強力な数学的ツールである。その最大の効用は、「微分方程式の解法を、代数方程式の解法に置き換える」ことによって、複雑な時間応答解析を容易にすることであ […]
12-1. 可制御正準形への変換（演習）
※可制御正準形への変換に関しては、12. 可制御正準形を参照。 対象とする状態方程式と出力方程式は$$\dot{x}(t) = Ax(t) + bu(t) \\ y(t) = Cx(t) \quad \cdots (1) […]
9-1. バイアス回路の解析
電流帰還バイアス回路を使った増幅器を基に、バイアスの最適化についてLTspiceを使って検討する。※電流帰還バイアスについては、9. BJTのバイアス回路を参照。 バイポーラトランジスタ (BJT) を増幅器として機能さ […]
27-1. コルピッツ形発振回路
LTspiceでLC発振回路（コルピッツ形発振回路）をシミュレーションする例を示す。 図１に回路例を示す。この回路は、インダクタンス\(L_1\)と、二つのコンデンサ\(C_1, \;C_2\)からなる共振回路（タンク回 […]
7-1. BJTの静特性
バイポーラトランジスタの静特性に関して、説明を追加する。 ※ここでは、２SC1815（東芝トランジスタ シリコンNPNエピタキシャル形）の規格表を基にバイポーラトランジスタの静特性を考える。 入力特性（\(I_B-V_{ […]
40. 実積分への応用（複素関数）
積分計算の手順 \(I=\int_C f(z) dz \)を計算する。１）\(f(z)\)の極で\(C\)の内部にあるもの\(\alpha_1,\alpha_2,\cdots,\alpha_n\)を求める。２）留数\(\ […]