制御工学チャンネル - 動画ポータルサイト

制御工学とは何か？

制御工学チャンネル（Control Engineering Channel）では，制御工学（せいぎょこうがく, Control Engineering）や制御理論（せいぎょりろん, Control Theory）に関連したYouTube動画をまとめています（動画５００本以上，YouTubeチャンネル数１５）。制御とは、システムの入出力特性を思い通りに操るための方法論です。見出しも含めて下線はページへのリンクです。トピック「制御のための数学」、「伝達関数入門」、「状態方程式入門」は大学１～３年生向け（基礎）。「制御理論」は大学院生、企業研究者向けです（実践）。「実験とシミュレーション」では、制御実験、制御シミュレーション動画などの利用事例を掲載しています。また、J-Stage掲載の制御工学に関する解説記事(145本)をリンク集としてまとめています。MATLABコードへのリンクも用意しています。

授業の補助教材や企業の技術者教育用教材としての利用は大歓迎です。動画は作成者の許可の下で掲載しています。大学や高専のシラバス等に参考サイトとして掲載頂ければ幸いです。

スマートフォン、タブレットにおける動画表示サイズが小さく見辛い場合は、YouTube再生時に右下に出てくるYouTubeボタンを選択し、YouTube上で視聴すること、もしくは、拡大しての視聴をお勧めします。

（YouTubeヘルプ）ウェブサイトにおけるYouTube動画利用について

本サイトは商用目的のものではありませんが、動画作成者ごとの設定によりCMがつく場合がありますのでご了承下さい。

制御工学チャンネルの目的・歩き方・動画視聴方法

Control Engineering Channel — Portal Site

This portal site curates over 500 educational YouTube videos on control engineering and control theory, contributed by 15 channels from university professors and researchers across Japan. Topics range from transfer functions and state-space methods to advanced subjects such as robust control, nonlinear control, LMI-based design, system identification, and state estimation. The site also provides links to 145 tutorial papers from J-Stage and MATLAB code resources.

Whether you are an undergraduate student learning the basics of feedback control, a graduate student exploring modern control theory, or an engineer in industry seeking practical knowledge, this site offers a structured learning path through video lectures.

Related resources:

Research website: www.control-theory.com
Technical blog (articles with MATLAB code): blog.control-theory.com
YouTube channel: Control Engineering Channel

伝達関数入門

⇒ [伝達関数トピック] 制御基礎の動画：動画数１４３本，ラプラス変換，PID制御ほか

制御工学において最も基本となる制御手法が伝達関数に基づいたものになります。伝達関数ベースの制御は古典制御と呼ばれます。系の安定性を解析するにはナイキストの安定判別法、ラウス・フルビッツの安定判別法などがあります。PID制御もこの範囲の話になります。

状態方程式入門

⇒[状態方程式トピック]制御基礎の動画：動画数９４，最適レギュレータほか

状態方程式に基づく制御は、現代制御と呼ばれます。伝達関数に基づいた制御と共に、制御工学における基礎的かつ重要な制御の枠組みになります。制御対象のモデルが常微分方程式や伝達関数で表されるとき、まず、対応する状態方程式に変換します。この状態方程式では、制御対象の内部状態を用いたフィードバックがなされます。状態方程式に基づく制御系の安定性は、行列の固有値と密接に関わってきます。制御器の設計法としては極配置や最適レギュレータなどが挙げられます。

制御のための数学

⇒制御に必要な基礎動画動画数６０：線形代数，最適化ほか

制御理論

⇒ [制御理論トピック] 各種制御手法・理論：動画数１４７，非線形制御，ロバスト制御ほか

非線形制御

制御対象が非線形システムの場合や，逆に線形理論で実現できない制御を実現するなど，線形システムとは別の様々な制御アプローチが展開されています。系の安定性にはリアプノフ関数の利用や、非線形システムの制約付き最適化問題ではモデル予測制御など多様な手法が展開されています。

ロバスト制御

制御対象にはしばし入力とは別に外乱が印加されます。例えば、自動車の運転時に横風が吹いて挙動が乱れることがありますが、これが外乱に相当します。また、制御対象の動特性を必ずしも正確に求めれないこともあります。このような、外乱や不確かさの下で、良好な制御を目指すものがロバスト制御になります。ロバストな制御系の設計においては、L2誘導ノルムなどが重要なキーワードになります。また、不確かさの表現方法についても理解が必要になります。下記のLMI（線形行列不等式）は、ロバスト制御における有力なツールになります。