LMIによる制御系設計とそのための有用ツール
制御工学の研究者です。日々の研究に関するアイディアや，制御に関することをブログ記事にしています。業績：学術論文79編など。電気回路と制御の授業担当しています。YouTube，Twitterなどもしています。応援よろしくお願いします。
制御工学のブログにて制御の内容、大学の内容についての記事を書いています。更に制御について学ぶ場合は動画ポータルサイトもやっています。
LMIによる制御系設計とそのための有用ツール
Advanced LMI Techniques in Control System Design
This follow-up explores some advanced LMI techniques including Schur's lemma, variable elimination methods, and practical implementation with MATLAB code examples.
Stability Analysis and Pole Placement Control for Discrete-Time Systems
Stability Analysis of Discrete-Time Systems In control system design, system stability is the most fundamental and important characteristic. While in continuous-time systems, stability is determined by whether the roots (poles) of the characteristic equation are in the left half of the complex plane…
制御系の設計において、システムの安定性は最も基本的かつ重要な特性です。連続時間システムでは特性方程式の根（極）が複素平面の左半面にあるかどうかで安定性を判断しますが、離散時間システムでは安定性の判断基準が異なります。本記事では離散時間システムの安定性と、極配置による制御系設計について解説します。
制御工学チャンネル（動画ポータル）内の制御研究者ページの更新について
日本の制御研究者というページを、制御動画ポータルサイトの中に配置しています。 制御工学チャンネル：500本以上の制御動画ポータルサイト Control Engineering Channel - Researcher このようなページのアイディアは、金沢大の山本茂先生が以前、日本の制御系研究室をまとめられていたので、それに基づいています。 ただ、研究室としてまとめると、毎年の移動で管理が大変ということで、制御の研究者を地域別でまとめたページにしています。リンク先も個々のWebページだと追えないし管理が複雑になるためリサーチマップページを貼っています。 それにしても管理は大変です。もし、抜けや異…
大阪工業大学においてMSCS2025が開催されます。初日、新幹線で大阪に向かいワークショップに出ます。2～5のMSCSの会期について、雑記記事としてまとめています。 MSCSのページはこちら: MSCS 2024 (sice-ctrl.jp) MSCSについて 参加1日目 MSCSについて MSCS（制御部門マルチシンポジウム）は今年で第12回です。その前身の制御部門大会が第12回まであり、その後MSCSに移行しています。ここ数年間はだいたい自分で発表しています。（3月の春休み期間で予算残額の問題もありなかなか学生を連れていけていません。） お？何かやってますわね？？ pic.twitter.…
周期時変システムの数理モデリングに関する論文がIEEE ACCESSに掲載されました。論文タイトルは、「Cyclic Reformulation Based System Identification for Periodically Time-varying Systems」です。著者4名の論文になります。 オープンアクセス誌ですので、ぜひ読んでください。 論文リンク：Cyclic Reformulation Based System Identification for Periodically Time-varying Systems 周期時変システムでは、周期分のパラメータを求める必要…
2024年は色々と忙しく過ごしました。まず、学内委員に加えてSICE制御部門の事業委員会に加わりました。研究室は、5名のB4が加わりました。 修士8名、4年生5名、留学生1名の14名体制でした。 2023年の振り返りと2024年の抱負（研究と教育，SNS） - 制御工学ブログ 上記に述べていた目標は何一つ達成できませんでした。今年こそはYouTubeの登録者1万人を目指します。 制御工学チャンネル - YouTube 今の登録者は9540名であり、残り460名です。なお、チャンネルの総視聴数は75万回であり、100万回再生も狙っていきたいところです。 動画ポータルサイトは、control-th…
本日より2日間の日程でSICE九州支部講演会があります。熊本大学工学部での開催です。 第43回計測自動制御学会九州支部学術講演会 当研究室からは修士の5名が発表します。参加はB4、GEC学生も含めた全員で15名になります。情電は松永研、小林研、機械は水本研、佐藤研、山口研の研究室から発表があります。 1日目の発表 特別講演はJAXAの方の講演でした。DX推進に関して色々と聞けました。 懇親会では、城見櫓に行きました。 城見櫓で技術交流会 pic.twitter.com/2DRQPHOVqz — Hiroshi Okajima (@control_eng_ch) 2024年11月30日 本日2日…
本日から、姫路で開催される自動制御連合講演会に参加します。 第67回 自動制御連合講演会 – 現在、準備中です駅から会場まで歩くと20分ぐらいです#rengo67 pic.twitter.com/EEbJud9Jxh — みなみ ゆうき (@yuki373) 2024年11月22日 22日（前日） 11:16のみずほで姫路に向かいました。たまたま、学生2名も同じ新幹線だったようです。 熊本駅 荷物を置いて、姫路城に行ってきました。なお、3名連れてきています。 姫路城付近にて 今回は、連合講演会の発表3件に加えてSICE九州が5件あり、練習も結構しました。特に、システム同定関連のテーマが説明が難…
様々な制御対象のパラメータと応答を示し、比較した記事になります。状態空間モデルの応答を色々と載せています。
本記事では，線形行列不等式を用いた制御器設計について述べます。線形行列不等式を用いた設計法は制御工学において非常に有益なツールとして知られています。 以下の解説記事でMATLABを用いた線形行列不等式に基づく制御器設計について説明をしており，それを抜粋したものになります。 www.jstage.jst.go.jp 線形行列不等式と制御系設計 LMI問題の求解例 LMIとして与えられる制御仕様 LMIの関連動画 LMIの関連記事 LMIの書籍 執筆者情報：岡島 寛 （熊本大学工学部情報電気工学科准教授，Web, YouTube）約20年教員をやっています。モデル誤差抑制補償器，状態推定，量子化制…
Design of controller parameters using linear matrix inequalities in MATLAB
Linear matrix inequalities and controller design The method using Linear Matrix Inequality (LMI) is one of the most powerful controller design methods in the field of control engineering. The usefulness of controller design using LMI is summarized as follows: Various design specifications and constr…
Discretization of continuous-time control systems
Discretization of Continuous-Time Control Systems When expressing the characteristics of a control target based on physical laws, it is often represented in the form of differential equations, which are treated within the framework of continuous-time representation. However, when implementing the co…
System Identification: Obtaining Dynamical Model
In this article, we summarize system identification and dynamic system modeling. Links to related articles and explanatory articles are placed at the bottom. Overview of System Identification Model Representation Example of System Identification Simulation About Mutual Conversion of Mathematical Mod…
Stability of Systems Represented by State Equations
This article summarizes the stability of systems represented by state equations. Videos related to stability are placed at the bottom. Poles of the Controlled System and Stability When the Order of the Controlled System is 1 Lyapunov's Stability Criterion Lyapunov Equation for Linear Systems MATLAB …
State Feedback Control: Design Gains using Pole Placement
This article summarizes state feedback control for systems expressed in state equation form. It particularly touches on gain design using pole placement methods and the relationship between pole placement and performance. At the end, you can find control simulations and related videos to watch toget…
State Feedback Control: Design Gains using Optimal Regulators
This article explains controller design based on optimal regulators for linear systems represented by state equations. Optimal regulators are a type of optimal control, also known as LQ control or LQR (Linear Quadratic Regulator). For an overview including state feedback control models expressed as …
State Observer for State Space Model
This article summarizes state estimators (state observers) for systems represented by state equations. A video explaining the state observer for systems expressed by state equations is provided at the bottom. Observers are also called software sensors because they observe information that cannot be …
This article summarizes the equivalent transformation (coordinate transformation, equivalence transformation) of a system expressed by a state equation. A video explaining the equivalent transformation of state equations is provided at the bottom. The overall picture of state feedback control is sum…
Controllability and Observability of Systems
This article summarizes the controllability and observability of systems. First, I would like to discuss controllability. Links to videos explaining controllability and observability are provided at the bottom. The overall picture of state feedback control is summarized in the following article. Sum…
State-Space Model for Control: Mathematical Modeling through State Equations
This article summarizes the state-space realization of system state equations. In control based on state equations, deriving a mathematical model is the first step. A video explaining state equation representation is placed at the bottom. Here, I will explain the formulas related to state equation r…
MATLAB Simulations of Control Engineering Topics
This article explains control using MATLAB with images and videos, focusing particularly on state feedback control. The videos and related article links explaining MATLAB simulations are provided at the bottom. The following article summarizes state feedback control: >>Summary of Control Based on St…
Control Engineering: Understanding Partial Fraction Decomposition
This article summarizes partial fraction decomposition. We will explain how to decompose rational functions using partial fraction decomposition and its use in control engineering. Links to videos and related articles that explain partial fraction decomposition are placed at the bottom. Overview of …
State estimator unaffected by sensor outliers: MCV approach
This blog is about state estimation method unaffected by sensor outliers. Explanation of state observer in the below. The state estimation problem for systems where observation outputs include outliers is addressed herein. When the observation output has outliers, the accuracy of the state estimatio…
IFAC World Congress 2008: Optimal Velocity Control Method in Path Following Control Problem
Optimal Velocity Control Method in Path Following Control Problem IFAC World Congress 2008 youtu.be Conference paper link: Optimal Velocity Control Method in Path Following Control Problem - ScienceDirect
Unified Form of Performance Limitations in Reference Tracking Control Problem for Discrete-Time Systems Hiroshi Okajima, Toru Asai, Shigeyasu Kawaji the 48h IEEE Conference on Decision and Control (CDC) held jointly with 2009 28th Chinese Control Conference youtu.be Conference paper link: Unified fo…
Optimal quantization interval design of dynamic quantizers which satisfy the communication rate constraints Hiroshi Okajima, Kenji Sawada, Nobutomo Matsunaga 49th IEEE Conference on Decision and Control (CDC) youtu.be Conference paper link: Optimal quantization interval design of dynamic quantizers …
IFAC World Congress 2023: Model Error Compensator for adding robustness for existing systems
Model Error Compensator for adding robustness for existing systems IFAC world congress 2023, Yokohama, Japan youtu.be Conference paper link: Model Error Compensator for adding Robustness toward Existing Control Systems⋆ - ScienceDirect Additional page: Model Error Compensator (control-theory.com)
Direct Yaw-moment Control method for electric vehicles to follow the desired path by driver Hiroshi Okajima; Shouhei Yonaha; Nobutomo Matsunaga; Shigeyasu Kawaji Proceedings of SICE Annual Conference 2010 youtu.be Proceedings link: Direct Yaw-moment Control method for electric vehicles to follow the…
SICE Annual Conference 2014: A Design Method of Delta-Sigma Data Conversion System with Pre-Filter
A Design Method of Delta-Sigma Data Conversion System with Pre-Filter Hiroshi Okajima; Maho Honda; Rei Yoshino; Nobutomo Matsunaga SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration Volume 8, 2015 - Issue 2: Special Issue on SICE Annual Conference 2014 youtu.be Related journal paper link: …
State Estimation By Observer Using Median Operation for Observed Output with Outliers Hiroshi Okajima; Yasuaki Kaneda; Nobutomo Matsunaga 2019 58th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE) youtu.be Conference paper link: State Estimation By Observer Using …
Basic Idea of Periodically Time-Varying Dynamic Quantizer in Networked Control Systems Hiroshi Okajima; Yohei Hosoe; Tomomichi Hagiwara; Yuki Minami 2019 58th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE) youtu.be Conference paper link: Basic Idea of Periodical…
Integrated Design of Filter and Interval in Dynamic Quantizer under Communication Rate Constraint H. Okajima, K. Sawada, N. MatsunagaIFAC World Congress 2011 youtu.be Conference paper link: Integrated Design of Filter and Interval in Dynamic Quantizer under Communication Rate Constraint - ScienceDir…
Control Systems with Unstable Zeros
This article discusses control methods for systems with unstable zeros. Characteristics and limits of the system with unstable zeros are introduced. Unstable Zeros Examples of Systems with Unstable Zeros Representation of Systems with Unstable Zeros About the Inverse System Inverse Response and Zero…
連続時間線形時不変システムとその離散化: シフト形式表現とデルタ形式表現
離散時間システム表現について説明した記事です。
高知工科大学で開催されるSICE FES 2024への参加：雑記ブログ（2024年8月）
2024年8月に高知工科大で開催されるSICE FES 2024の記事です。会期中にどんどん更新します。ヨビノリの特別講演もあります。
伝達関数の極と零点が一致する場合、極零相殺が生じてシステムの次数が見かけ上下がることになります。この記事では極零相殺について述べています。
arduinoボードを用いて制御工学の実験を行う場合の基礎事項の説明を行います。
重ね合わせの理・テブナンの定理・ノートンの定理: 電気回路論
この記事では重ね合わせの理，テブナンの定理，ノートンの定理についてまとめます。以下は重ね合わせの理，テブナンの定理，ノートンの定理についてまとめた動画は最下部にあります。 電気回路の諸定理について 重ね合わせの理 重ね合わせの理の例題 テブナンの定理 ノートンの定理 関連動画 重ね合わせの理 テブナンの定理 ノートンの定理 電気回路の関連記事 自己紹介 電気回路の諸定理について 重ね合わせの理 それでは重ね合わせの理について説明したいと思います。ひとつの回路の中に複数の電源がある場合の挙動について考えます。重ね合わせの理を使えば単純な1電源の回路の結果の足し算として、複数電源の回路の挙動を調べ…
制御工学チャンネルのおすすめ動画を10個取り上げました。
Control Engineering Topicsのブログ記事
本ブログとは別で、英語のブログを同時期に始めています。2023年12月以降、本ブログが70記事程度まで増えているのに対して、英語ブログの方は、12記事です。 research.control-theory.com これまでの10記事は、過去の学会発表（国際会議）について紹介していますが、今後は、基礎的な制御の記事も増やしていきます。 research.control-theory.com research.control-theory.com
制御工学チャンネルの登録者数が9000名に到達しました。 www.youtube.com 後1000名で目標としていた10000名に到達するので、再加速していきたいところです。 制御工学チャンネルトップページ 登録者数（2024/8/1時点） これまでの、チャンネルの登録者推移は以下のようになります。 登録者推移 コロナ禍で動画をアップした2020年6月ごろから一定のペースで登録者が増えていて、最近はなだらかな増加ペースとなっています。動画の投稿頻度は、2020年～2022年が多く、今は減少傾向にあります。 全期間での動画再生数は以下の通りです。 動画再生数（全期間） 直近の28日では次の通り…
制御工学分野では、伝達関数が広く用いられます。伝達関数に基づく制御（古典制御）の全体像をまとめており、本記事から様々なページへリンクしています。
この記事ではナイキスト線図とナイキストの安定判別法についてまとめます。一巡伝達関数（開ループ伝達関数）が安定であったとしても、フィードバック後の閉ループシステムが安定とは限りません。ナイキストの安定判別法は、閉ループ極の計算をせずに図的に安定性を判別する方法です。ここでは、ナイキストの安定判別法について説明を行う。 一巡伝達関数と閉ループ制御系 安定性判別法 一巡伝達関数が安定な場合 一巡伝達関数が不安定な場合 一巡伝達関数と閉ループ制御系 ここでは、閉ループ系の安定性について確認します。まず、およびが与えられているものとします。 閉ループ系 ここで、 \begin{equation} L(s…
【極を計算せずに制御系の安定性をチェック】ラウス・フルビッツの安定判別法（基本手法と応用）
ラウス・フルビッツの安定判別法について説明する記事です。
ブロック線図の基本要素と各種結合ルールの解説を行っている記事です。
単位フィードバック系の出力を目標信号に追従させる方法について説明します。内部モデル原理を満たすと、定常偏差零で追従することができます。
むだ時間を利用した有限整定制御の手法に関する紹介です。
若い研究者に向けたメッセージをJ-STAGEから収集しました。無料PDFリンクのみおいているリンク集になります。今から研究者になる方や学生に向けたメッセージです。
この記事では制御のむだ時間についてまとめます。むだ時間は、プロセス系を中心として様々な対象で現れるものであり、その制御は難解です。本記事では、むだ時間の特徴や近似表現、むだ時間を含むシステムの制御手法について触れたいと思います。 本記事の関連記事としては、不安定零点と制御に関する以下のものが挙げられます。 blog.control-theory.com むだ時間系の表現 むだ時間系の応答波形 むだ時間系のボード線図 むだ時間系の状態方程式表現 フィードバック制御 むだ時間の近似と不安定零点 むだ時間系の制御手法 状態予測制御 スミス補償器 むだ時間の関連動画・関連記事 むだ時間系の表現 むだ時…
この記事では制御のむだ時間についてまとめます。むだ時間は、プロセス系を中心として様々な対象で現れるものであり、その制御は難解です。本記事では、むだ時間の特徴や近似表現、むだ時間を含むシステムの制御手法について触れたいと思います。 本記事の関連記事としては、不安定零点と制御に関する以下のものが挙げられます。 blog.control-theory.com むだ時間系の表現 むだ時間の近似と不安定零点 むだ時間系の制御手法 状態予測制御 スミス補償器 むだ時間の関連動画・関連記事 むだ時間系の表現 むだ時間の近似と不安定零点 むだ時間系の制御手法 状態予測制御 スミス補償器 むだ時間の関連動画・関…
制御工学における仕様や学問としての役割などについて触れた記事です。
本記事では部分分数分解についてまとめます。部分分数分解により有理関数を分解する方法とその制御工学分野での利用についての説明を行います。部分分数分解について説明した動画や関連記事リンクは最下部に置いています。 部分分数分解の概要 簡単な部分分数分解と信号波形の例 部分分数分解の方法 部分分数分解による応答計算 部分分数分解を利用した対角正準形の導出 部分分数分解の動画・関連記事 関連記事 自己紹介 部分分数分解の概要 制御工学において、ラプラス変換表により逆ラプラス変換を行うことで信号波形を得ます。信号のラプラス変換は の有理関数として与えられ、その信号が一次式や二次式の場合にはラプラス変換表に…
状態方程式表現されたシステムの安定性について説明する記事です。
電気回路の二端子対回路について説明を行います。
キルヒホッフの法則についての説明を行います。電流則、電圧則ならびに、それらを用いた例題を示しています。
様々な伝達関数に対してステップ入力を印加したときの応答を示した記事です。
この記事ではボード線図についてまとめます。ボード線図について説明した動画や関連記事リンクは最下部に置いています。まず、安定な伝達関数が与えられたものとし、その特徴を周波数領域で表現する方法としてボード線図が良く用いられます。 関連記事として以下のラプラス変換の記事を併せてご覧ください。 blog.control-theory.com 対象システムの伝達関数表現 ボード線図の表現 ボード線図の例 インナー要素のボード線図 むだ時間のボード線図 ボード線図の動画・関連記事 対象システムの伝達関数表現 ここでは、システムの伝達関数をと表記し、その伝達関数固有の性質について考えます。 \begin{e…
ラプラス変換についてその概要を説明した記事です。逆ラプラス変換や主要な関数の変換について説明しています。
状態フィードバックによる極配置問題の解法と極と制御性能の関係について説明した記事です。可制御正準形に基づく設計をします。
この記事では岡島研究室（熊本大学 工学部 情報電気工学科電子工学教育プログラム）についてまとめています。外部向けの研究室名は「システム制御研究室」としています。 岡島研究室の運営体制 制御工学の研究テーマ 岡島研の配属方法 研究環境 卒業後の進路 岡島研究室の関連ページ一覧 岡島研究室の運営体制 制御工学の研究テーマ 岡島研究室では、制御工学に関する研究を行っています。研究テーマの中心は、制御理論であり、新たな制御アルゴリズムの構築や解析手法についての研究を進めています。モデル誤差抑制補償器という既存システムにロバスト性を付与する制御の枠組みを提案しており、この研究は10年以上進めています。ま…
不安定零点を有する制御対象の対処法について解説します。
【モデル誤差抑制補償器】によって制御システムのロバスト性を向上させる
モデル誤差抑制補償器によって制御システムを簡単にロバスト化することができます。この記事では様々な研究との関係をまとめています。
TeXによるレポート作成の方法を初学者向けに解説した記事です。
モデル誤差抑制補償器（Model Error Compensator, MEC）の数値例：2次システム
ここでは、モデル誤差抑制補償器の効果を確認するための数値例として不安定なシステムのシミュレーション結果を示します。 モデル誤差抑制補償器についての説明は以下の記事をご覧下さい。 blog.control-theory.com 制御対象と問題設定 ここでは、制御対象として次の対象を扱います。 ここで、本記事ではとし、の取りうる範囲はとします。 誤差がない場合 まず、誤差がない場合についてフィードバック比例フィードバック制御器を施した結果を示します。まず、ブロック線図が以下のようになります。 フィードバック制御系のブロック線図 次に制御結果（ステップ応答）が以下のようになります。 MECなし（フィ…
RLC回路（LCR回路）の過渡現象解析の例題です。スイッチを2個含む構成になっています。
信号フィルタの特性と構成について説明する記事です。ローパスフィルタ、ハイパスフィルタなどを中心に説明します。
動的量子化器の基本構造と性能評価：ビットレート制約との関係は？
動的量子化器の概要とビットレート制約について述べた動画です。関連研究へのリンクも置いています。
制御工学チャンネルのクリアファイルを新規で作成しました。前回作成の200枚はほぼ売り切れました。
熊本大学情報電気工学科は3つの教育プログラムに分かれています。この3つについて説明されているページが無かったことから新設したのが以下のサイトになります。 熊本大学情報電気工学科・情報電気工学専攻 熊本大学工学部情報電気工学科info infoページでは、概要や学生向けページ、企業向けページなどをまとめています。 電気工学教育プログラム 研究や教育についてまとめています。 情報電気工学科 - 電気工学教育プログラム (kumamoto-u.ac.jp) 電子工学教育プログラム 研究や教育についてまとめています。 情報電気工学科 - 電子工学教育プログラム (kumamoto-u.ac.jp) 情…
外れ値にロバストな状態オブザーバの構成：複数の候補とメディアンを利用した状態推定アプローチ
MCVオブザーバに関する記事です。外れ値の影響を除去する状態推定機構を提案しています。
この記事は雑記記事です。熊本大学工学部情報電気工学科学生向けの内容になっています。 クリアファイルデータの発掘 情報電気工学科チートシート クリアファイルデータの発掘 制御工学チャンネルのクリアファイルがほとんどなくなったので新しいものを作ります。それにあたって、過去のファイルを漁っていたところ、なぜかどの立場でかわかりませんが、情報電気工学科学生向けのチートシートを作っていたのが見つかりました。 自分が阪大に入学したころ、履修登録や種々の手続きは、大学に入ってからの友達に頼り切りだったように記憶しています。大学の手続きは複雑であり、これで躓くこともあるかもしれません。割とうちの学科は、ガイダ…
システム同定によりモデル化を行った結果を示しています。MATLABコードもあります。
今年3月に東大名誉教授の北森先生が亡くなられました。面識はありませんが、北森先生の法政大学退職記念講演と、足立研セミナーの動画で制御の考え方（の一つ）について勉強しました。特に、制御理論と制御理論の間の連続性について意識されている部分は、MECの研究において影響を受けている面が大いにあります。 以下は、足立研セミナーの動画と、それに対応すると考えることができる解説記事になります。 youtu.be www.jstage.jst.go.jp 北森法 有限整定制御 和分型状態方程式表現 北森法 北森法の論文です。1979年ですので、今から45年前の論文になります。部分モデルマッチングという低周波か…
MSCS（制御部門マルチシンポジウム）2024の参加と発表
イチケンさんのYouTube動画を一つ見ました。1.5Vの乾電池から100Vの電源を作るという内容です。 youtu.be 乾電池を昇圧 昇圧には、コイルとコンデンサが使われています。この他、ダイオードとスイッチ用MOSFETを使っています。 昇圧コンバータの動作原理を説明した動画は以下にもあります。 youtu.be 縦続接続 動画内では、3つの回路が縦続接続され、増幅を3段で実施しています。電気回路の授業内で縦続接続を説明するので、その説明の題材として有益な動画でした。 電気電子チャンネル（動画ポータル） 電気電子チャンネルでも本動画を更新しています。縦続接続が使われているので、そのカテゴ…
PID制御の基礎事項を詳細解説します。設計法として、北森法や限界感度法、GKYPなどについても触れます。
RLC回路の過渡現象を解析します。2階の常微分方程式で与えられるRLC回路について、その過渡現象を制約条件に基づいて求解します。
最適制御による状態フィードバック制御: 状態方程式に基づく制御
この記事では状態方程式表現されたシステムの状態フィードバック制御についてまとめます。状態方程式表現されたシステムの最適レギュレータについて説明した動画を最下部に置いています。 なお、状態フィードバック制御の全体像は次の記事でまとめています。 状態フィードバック制御・状態方程式に基づく制御のまとめ 最適レギュレータの状態フィードバック制御構造 最適レギュレータの考え方 最適レギュレータ問題の解 数値例を用いた最適レギュレータの検証 関連動画 MATLABシミュレーションによる最適レギュレータ 自己紹介 最適レギュレータの状態フィードバック制御構造 それでは状態フィードバックと最適制御、最適レギュ…
状態推定器（状態オブザーバ）について解説します。カルマンフィルタとも密接に関わり、様々な工業製品に利用されます。
電子メールの書き方についてまとめた記事です。宛先や件名など、基礎的な事項のみをまとめています。
Integrated Design of Filter and Interval in Dynamic Quantizer under Communication Rate Constraint H. Okajima, K. Sawada, N. Matsunaga IFAC World Congress 2011
MATLABによる状態フィードバック制御シミュレーションの記事です。様々なMATLABファイルへのリンクや動画・図を用いて紹介します。
LaTeXを用いて論文を執筆する方法について述べた記事です。特に、数式が多い分野では論文執筆にLaTeXを用います。
状態フィードバック制御・状態方程式に基づく制御のまとめ記事であり、個々の詳細トピックへのリンクもこちらから進めます。
卒業論文や修士論文の発表会ではスライドを用いてプレゼンを行います。スライドの作成方法や練習方法、質疑対策などについて説明した記事です。
モデル予測制御の基礎と応用 - 逐次解法に基づく実践的制御手法 -
モデル予測制御の基礎的な内容を説明した記事です。モデル予測制御はMPCやReceding Horizon制御とも呼びます。モデル予測制御の特徴やアルゴリズム，利用時の注意点について説明をしています。関連記事や説明動画などを含めた約3000文字の記事構成です。
長い研究者生活で、論文を数十篇書いていく上で重要なこと（工学系研究者）
研究論文の書き方について触れた記事は多く存在しますが、長い年月をかけて多くの論文を執筆するには長期計画が必要です。制御工学研究者として約20年論文を書いてきた経験に基づいて、論文を数十篇書いていく上で重要なことを述べます。3600文字です。
LaTeXにおける図表のソースコード記述方法について解説します。
TeXによる卒業論文・修士論文の執筆サポートページです。テンプレートなどを通して論文執筆のハードルを下げることを目的としています。
TeXによる学術論文執筆のサポートページです。テンプレートなどを通して論文執筆のハードルを下げることを目的としています。
この記事では数式のLaTeXにおける記述についてまとめます。TeXによる論文執筆全体のまとめ記事はこちらをご覧ください。 >>LaTeX論文執筆ガイド（TeX論文執筆のまとめ記事） 数式の書き方 TeXにおける数学記号の書き方 命令（数学記号） 出力結果（数学記号） 命令（2項演算子・関係子など） 出力結果（2項演算子・関係子など） 命令（アクセント） 出力結果（アクセント） TeXにおける行列の書き方 行列を2行に分けるTeXコード 行列を2行に分ける出力結果 数式の参照 数式の書き方 数式を記述する上で、amsmath, amssymbのパッケージを使うことで各種の数学記号等を自由に使える…
Basic Idea of Periodically Time-Varying Dynamic Quantizer in Networked Control Systems Hiroshi Okajima; Yohei Hosoe; Tomomichi Hagiwara; Yuki Minami 2019 58th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE)
倒立振子の状態フィードバックによる安定化の記事です。倒立振子の構造について説明しています。
State Estimation By Observer Using Median Operation for Observed Output with Outliers Hiroshi Okajima; Yasuaki Kaneda; Nobutomo Matsunaga 2019 58th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE)
固有値・固有ベクトルの基礎知識（具体例から実践的利用法まで）
固有値・固有ベクトルは線形代数学の中でも重要トピックの一つです。また、様々な応用範囲があります。ここでは、実践的な利用を踏まえた固有値についての紹介をします。
システムの同値変換について詳しく説明します。状態方程式表現されたシステムを等価に変換する方法です。
SICE Annual Conference 2014: A Design Method of Delta-Sigma Data Conversion System with Pre-Filter
A Design Method of Delta-Sigma Data Conversion System with Pre-Filter Hiroshi Okajima; Maho Honda; Rei Yoshino; Nobutomo Matsunaga SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration Volume 8, 2015 - Issue 2: Special Issue on SICE Annual Conference 2014
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LMIによる制御系設計とそのための有用ツール
This follow-up explores some advanced LMI techniques including Schur's lemma, variable elimination methods, and practical implementation with MATLAB code examples.
Stability Analysis of Discrete-Time Systems In control system design, system stability is the most fundamental and important characteristic. While in continuous-time systems, stability is determined by whether the roots (poles) of the characteristic equation are in the left half of the complex plane…
制御系の設計において、システムの安定性は最も基本的かつ重要な特性です。連続時間システムでは特性方程式の根（極）が複素平面の左半面にあるかどうかで安定性を判断しますが、離散時間システムでは安定性の判断基準が異なります。本記事では離散時間システムの安定性と、極配置による制御系設計について解説します。
日本の制御研究者というページを、制御動画ポータルサイトの中に配置しています。 制御工学チャンネル：500本以上の制御動画ポータルサイト Control Engineering Channel - Researcher このようなページのアイディアは、金沢大の山本茂先生が以前、日本の制御系研究室をまとめられていたので、それに基づいています。 ただ、研究室としてまとめると、毎年の移動で管理が大変ということで、制御の研究者を地域別でまとめたページにしています。リンク先も個々のWebページだと追えないし管理が複雑になるためリサーチマップページを貼っています。 それにしても管理は大変です。もし、抜けや異…
大阪工業大学においてMSCS2025が開催されます。初日、新幹線で大阪に向かいワークショップに出ます。2～5のMSCSの会期について、雑記記事としてまとめています。 MSCSのページはこちら: MSCS 2024 (sice-ctrl.jp) MSCSについて 参加1日目 MSCSについて MSCS（制御部門マルチシンポジウム）は今年で第12回です。その前身の制御部門大会が第12回まであり、その後MSCSに移行しています。ここ数年間はだいたい自分で発表しています。（3月の春休み期間で予算残額の問題もありなかなか学生を連れていけていません。） お？何かやってますわね？？ pic.twitter.…
周期時変システムの数理モデリングに関する論文がIEEE ACCESSに掲載されました。論文タイトルは、「Cyclic Reformulation Based System Identification for Periodically Time-varying Systems」です。著者4名の論文になります。 オープンアクセス誌ですので、ぜひ読んでください。 論文リンク：Cyclic Reformulation Based System Identification for Periodically Time-varying Systems 周期時変システムでは、周期分のパラメータを求める必要…
2024年は色々と忙しく過ごしました。まず、学内委員に加えてSICE制御部門の事業委員会に加わりました。研究室は、5名のB4が加わりました。 修士8名、4年生5名、留学生1名の14名体制でした。 2023年の振り返りと2024年の抱負（研究と教育，SNS） - 制御工学ブログ 上記に述べていた目標は何一つ達成できませんでした。今年こそはYouTubeの登録者1万人を目指します。 制御工学チャンネル - YouTube 今の登録者は9540名であり、残り460名です。なお、チャンネルの総視聴数は75万回であり、100万回再生も狙っていきたいところです。 動画ポータルサイトは、control-th…
本日より2日間の日程でSICE九州支部講演会があります。熊本大学工学部での開催です。 第43回計測自動制御学会九州支部学術講演会 当研究室からは修士の5名が発表します。参加はB4、GEC学生も含めた全員で15名になります。情電は松永研、小林研、機械は水本研、佐藤研、山口研の研究室から発表があります。 1日目の発表 特別講演はJAXAの方の講演でした。DX推進に関して色々と聞けました。 懇親会では、城見櫓に行きました。 城見櫓で技術交流会 pic.twitter.com/2DRQPHOVqz — Hiroshi Okajima (@control_eng_ch) 2024年11月30日 本日2日…
本日から、姫路で開催される自動制御連合講演会に参加します。 第67回 自動制御連合講演会 – 現在、準備中です駅から会場まで歩くと20分ぐらいです#rengo67 pic.twitter.com/EEbJud9Jxh — みなみ ゆうき (@yuki373) 2024年11月22日 22日（前日） 11:16のみずほで姫路に向かいました。たまたま、学生2名も同じ新幹線だったようです。 熊本駅 荷物を置いて、姫路城に行ってきました。なお、3名連れてきています。 姫路城付近にて 今回は、連合講演会の発表3件に加えてSICE九州が5件あり、練習も結構しました。特に、システム同定関連のテーマが説明が難…
様々な制御対象のパラメータと応答を示し、比較した記事になります。状態空間モデルの応答を色々と載せています。
本記事では，線形行列不等式を用いた制御器設計について述べます。線形行列不等式を用いた設計法は制御工学において非常に有益なツールとして知られています。 以下の解説記事でMATLABを用いた線形行列不等式に基づく制御器設計について説明をしており，それを抜粋したものになります。 www.jstage.jst.go.jp 線形行列不等式と制御系設計 LMI問題の求解例 LMIとして与えられる制御仕様 LMIの関連動画 LMIの関連記事 LMIの書籍 執筆者情報：岡島 寛 （熊本大学工学部情報電気工学科准教授，Web, YouTube）約20年教員をやっています。モデル誤差抑制補償器，状態推定，量子化制…
Linear matrix inequalities and controller design The method using Linear Matrix Inequality (LMI) is one of the most powerful controller design methods in the field of control engineering. The usefulness of controller design using LMI is summarized as follows: Various design specifications and constr…
Discretization of Continuous-Time Control Systems When expressing the characteristics of a control target based on physical laws, it is often represented in the form of differential equations, which are treated within the framework of continuous-time representation. However, when implementing the co…
In this article, we summarize system identification and dynamic system modeling. Links to related articles and explanatory articles are placed at the bottom. Overview of System Identification Model Representation Example of System Identification Simulation About Mutual Conversion of Mathematical Mod…
This article summarizes the stability of systems represented by state equations. Videos related to stability are placed at the bottom. Poles of the Controlled System and Stability When the Order of the Controlled System is 1 Lyapunov's Stability Criterion Lyapunov Equation for Linear Systems MATLAB …
This article summarizes state feedback control for systems expressed in state equation form. It particularly touches on gain design using pole placement methods and the relationship between pole placement and performance. At the end, you can find control simulations and related videos to watch toget…
This article explains controller design based on optimal regulators for linear systems represented by state equations. Optimal regulators are a type of optimal control, also known as LQ control or LQR (Linear Quadratic Regulator). For an overview including state feedback control models expressed as …
This article summarizes state estimators (state observers) for systems represented by state equations. A video explaining the state observer for systems expressed by state equations is provided at the bottom. Observers are also called software sensors because they observe information that cannot be …
This article summarizes the equivalent transformation (coordinate transformation, equivalence transformation) of a system expressed by a state equation. A video explaining the equivalent transformation of state equations is provided at the bottom. The overall picture of state feedback control is sum…
状態フィードバックによる極配置問題の解法と極と制御性能の関係について説明した記事です。可制御正準形に基づく設計をします。
この記事では岡島研究室（熊本大学 工学部 情報電気工学科電子工学教育プログラム）についてまとめています。外部向けの研究室名は「システム制御研究室」としています。 岡島研究室の運営体制 制御工学の研究テーマ 岡島研の配属方法 研究環境 卒業後の進路 岡島研究室の関連ページ一覧 岡島研究室の運営体制 制御工学の研究テーマ 岡島研究室では、制御工学に関する研究を行っています。研究テーマの中心は、制御理論であり、新たな制御アルゴリズムの構築や解析手法についての研究を進めています。モデル誤差抑制補償器という既存システムにロバスト性を付与する制御の枠組みを提案しており、この研究は10年以上進めています。ま…
不安定零点を有する制御対象の対処法について解説します。
モデル誤差抑制補償器によって制御システムを簡単にロバスト化することができます。この記事では様々な研究との関係をまとめています。
TeXによるレポート作成の方法を初学者向けに解説した記事です。
モデル誤差抑制補償器（Model Error Compensator, MEC）の数値例：2次システム
ここでは、モデル誤差抑制補償器の効果を確認するための数値例として不安定なシステムのシミュレーション結果を示します。 モデル誤差抑制補償器についての説明は以下の記事をご覧下さい。 blog.control-theory.com 制御対象と問題設定 ここでは、制御対象として次の対象を扱います。 ここで、本記事ではとし、の取りうる範囲はとします。 誤差がない場合 まず、誤差がない場合についてフィードバック比例フィードバック制御器を施した結果を示します。まず、ブロック線図が以下のようになります。 フィードバック制御系のブロック線図 次に制御結果（ステップ応答）が以下のようになります。 MECなし（フィ…
RLC回路（LCR回路）の過渡現象解析の例題です。スイッチを2個含む構成になっています。
信号フィルタの特性と構成について説明する記事です。ローパスフィルタ、ハイパスフィルタなどを中心に説明します。
動的量子化器の概要とビットレート制約について述べた動画です。関連研究へのリンクも置いています。
制御工学チャンネルのクリアファイルを新規で作成しました。前回作成の200枚はほぼ売り切れました。
熊本大学情報電気工学科は3つの教育プログラムに分かれています。この3つについて説明されているページが無かったことから新設したのが以下のサイトになります。 熊本大学情報電気工学科・情報電気工学専攻 熊本大学工学部情報電気工学科info infoページでは、概要や学生向けページ、企業向けページなどをまとめています。 電気工学教育プログラム 研究や教育についてまとめています。 情報電気工学科 - 電気工学教育プログラム (kumamoto-u.ac.jp) 電子工学教育プログラム 研究や教育についてまとめています。 情報電気工学科 - 電子工学教育プログラム (kumamoto-u.ac.jp) 情…
MCVオブザーバに関する記事です。外れ値の影響を除去する状態推定機構を提案しています。
この記事は雑記記事です。熊本大学工学部情報電気工学科学生向けの内容になっています。 クリアファイルデータの発掘 情報電気工学科チートシート クリアファイルデータの発掘 制御工学チャンネルのクリアファイルがほとんどなくなったので新しいものを作ります。それにあたって、過去のファイルを漁っていたところ、なぜかどの立場でかわかりませんが、情報電気工学科学生向けのチートシートを作っていたのが見つかりました。 自分が阪大に入学したころ、履修登録や種々の手続きは、大学に入ってからの友達に頼り切りだったように記憶しています。大学の手続きは複雑であり、これで躓くこともあるかもしれません。割とうちの学科は、ガイダ…
システム同定によりモデル化を行った結果を示しています。MATLABコードもあります。
今年3月に東大名誉教授の北森先生が亡くなられました。面識はありませんが、北森先生の法政大学退職記念講演と、足立研セミナーの動画で制御の考え方（の一つ）について勉強しました。特に、制御理論と制御理論の間の連続性について意識されている部分は、MECの研究において影響を受けている面が大いにあります。 以下は、足立研セミナーの動画と、それに対応すると考えることができる解説記事になります。 youtu.be www.jstage.jst.go.jp 北森法 有限整定制御 和分型状態方程式表現 北森法 北森法の論文です。1979年ですので、今から45年前の論文になります。部分モデルマッチングという低周波か…
MSCS（制御部門マルチシンポジウム）2024の参加と発表
イチケンさんのYouTube動画を一つ見ました。1.5Vの乾電池から100Vの電源を作るという内容です。 youtu.be 乾電池を昇圧 昇圧には、コイルとコンデンサが使われています。この他、ダイオードとスイッチ用MOSFETを使っています。 昇圧コンバータの動作原理を説明した動画は以下にもあります。 youtu.be 縦続接続 動画内では、3つの回路が縦続接続され、増幅を3段で実施しています。電気回路の授業内で縦続接続を説明するので、その説明の題材として有益な動画でした。 電気電子チャンネル（動画ポータル） 電気電子チャンネルでも本動画を更新しています。縦続接続が使われているので、そのカテゴ…
PID制御の基礎事項を詳細解説します。設計法として、北森法や限界感度法、GKYPなどについても触れます。
RLC回路の過渡現象を解析します。2階の常微分方程式で与えられるRLC回路について、その過渡現象を制約条件に基づいて求解します。
