8. 状態変数の座標変換
現代制御理論において、状態変数の座標変換は状態空間表現を用いた制御系の設計において重要な役割を果たす。状態変数の座標変換によって、制御システムの表現方法を変更することができ、これにより、制御システムの解析や設計が簡単にな […]
7. 状態方程式と伝達関数
\(m\)入力、\(l\)出力の線形時不変システムを考える。状態方程式、出力方程式は、$$\boldsymbol{\dot{x}}(t) = \boldsymbol{Ax}(t) + \boldsymbol{Bu}(t) […]
6. システムの安定性
線形時不変の自由システム$$\boldsymbol{\dot{x}}(t) = \boldsymbol{Ax}(t) \;\;\;\; \cdots (1)$$において、全ての初期ベクトル\(\boldsymbol{X} […]
18. ノートンの定理
ノートンの定理（Norton's theorem) とは、線形回路において、ある部分回路を単一の電流源とその内部コンダクタンスに置き換えることができるという定理で、複雑な回路の解析を簡単にするために使用される。 ノートン […]
17. 抵抗とコンダクタンス
抵抗とコンダクタンスは、電気回路の基本的な物理量であり、電流の流れを制御する要素（部品）である。抵抗は、電気回路において電流を流すとき、その流れを制限する物理的な現象を表す。つまり、電圧を印加しても、抵抗により電流が自由 […]
16. テブナンの定理
テブナンの定理（Thevenin's theorem）とは、線形回路において、ある部分回路を単一の電圧源とその内部抵抗に置き換えることができるという定理で、複雑な回路の解析を簡単にするために使用される。 テブナンの定理 […]
15. 重ねの理（重ね合わせの理）
重ねの理とは、「2個以上の複数の電源がある回路で、回路の任意の点の電流及び電圧はそれぞれの電源が単独で存在した場合の値の和に等しい」という理論である。これは、線形回路で成り立つ理論で、非線形回路では成り立たない。重ねの理 […]
14. 電圧源と電流源
電源には電圧源と電流源の考え方があり、回路の仕様に応じて使い分ける。電圧源の中でよく使われる定電圧源は、一定の電圧を維持し、回路に対して電圧を供給する。つまり、定電圧源の出力は一定電圧であり、電流は回路の抵抗に応じて変化 […]
13. Δ-Y変換、Y-Δ変換
Δ-Y変換（デルタ‐スター変換）とY-Δ変換（スター‐デルタ変換）は、電気回路の解析や設計において、Δ型回路（三角形回路）とY型回路（星型回路）の相互変換に使用される。Δ型回路では、3つの抵抗器が3つの交差点で接続されて […]
11. 直流の測定原理
直流電流を測定する場合は、電流計は負荷に直列に接続する。また、電圧計は、負荷に並列に接続する。 永久磁石可動コイル形計器 直流を測る基本的な計器として、永久磁石可動コイル形計器がある。永久磁石可動コイル形の測定器は、コイ […]
12. 直流ブリッジ回路
ブリッジ回路は、主に各種センサの抵抗値（インピーダンス）の変化を計測するために使用される。一般的には、ホイートストンブリッジ回路として知られており、直流ブリッジ回路では4つの抵抗素子を組み合わせて構成する。ブリッジ回路で […]
11. コンデンサの構造と性質
電荷の性質 電荷は物質が持つ最も基本的な性質の一つであり、正か負の値をとる。電荷が正の場合はプラス（\(+\)）の符号で表され、電荷が負の場合はマイナス（\(-\)）の符号で表される。電荷は、同じ符号の電荷は反発し、異な […]
10. 相互誘導と自己誘導
相互誘導 コイル間の相互誘導とは、一つのコイルに流れる電流が、他のコイルに電気的な影響を与える現象である。具体的には、一方のコイルに電流を流すと、コイルの周りに磁場が発生する。この磁場による他方のコイルを貫く磁束の変化は […]
16. ディジタル再設計
制御器の設計におけるディジタル再設計とは、アナログ制御の方法をディジタル技術を利用した制御に変更することを指す。従来のアナログ制御では、制御信号は電圧や電流の変化で表現されていたが、ディジタル制御では信号をディジタルデー […]
10. 指針形計器とディジタル計器
指針形計器は、物理量を測定するために使用される古典的な計器である。指針形計器は、測定された値をアナログ的に表示するために使用される。これらは、針が指示板のスケール上を移動することによって、測定値を示す。指針形計器は、電流 […]
7. キルヒホッフの法則
キルヒホッフの法則は、電気回路の法則の一つで、回路中の電流と電圧の関係を表す法則である。キルヒホッフの法則は、回路内の任意の閉ループに沿って、電流と電圧の総和がゼロになるという法則である。具体的には、回路内のある点におい […]
15. 状態観測器に基づいた制御系
状態観測器に基づいた制御系は、制御対象の状態量を観測することで、操作量を生成する制御システムである。この制御系では、状態フィードバック制御を基本として、制御対象の状態変数をフィードバックすることで、制御対象の安定化と望ま […]
6. 電源の内部抵抗
電源の内部抵抗は、電源内部に存在する抵抗要素や回路内の電気的な効果（リアクタンス等）によって生じる。内部抵抗は、電源出力が外部回路に接続されたとき、電源出力電圧の低下を引き起こし、回路の動作や測定値に影響を与える。内部抵 […]