制御理論
制御工学・制御理論(Control Theory)のYouTube動画
制御工学・制御理論(Control Theory)のYouTube動画
ここでは，制御工学における様々な制御理論（せいぎょりろん，Control Theory）関係の動画を置いています．伝達関数，状態方程式ベースの内容だけでは制御は語れません．制御全般の話から，設計論，離散時間系，モデリングなど多岐に渡った内容についての動画があります．
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動画１９本：（制御理論の基礎，制御系設計）
制御入門として挙げた、伝達関数に基づく制御および状態方程式に基づく制御の両者は基礎理論として重要ですが、それらについて学ぶだけでは制御系の実装ができません。制御系を構成する上で必要な制御の専門知識についての動画を制御全般に置いています。
動画４０本：（モデル予測制御，非線形システムの線形化，劣駆動系の制御，自動車の運動モデルほか）
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。
動画１０本：（リアプノフ方程式，L2誘導ノルム，不確かさ表現）
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。
動画１７本：（線形行列不等式概要，リアプノフ不等式の解，シュールの補題，リカッチ方程式，設計シミュレーションほか）
LMIは線形行列不等式の略であり、制御工学でよく設計や解析のためのツールとして利用されます。制御の問題をLMI問題に帰着させることができれば、LMI問題は数値計算により解の導出が容易であることから、広く研究が展開されています。
動画４本：（システムの離散化，極と安定性）
伝達関数入門、状態方程式入門等においては、連続時間系と呼ばれる微分方程式で表現されるシステムを扱っています。これに対して差分方程式に基づいた設計論のアプローチがあり、離散時間系と呼ばれます。連続時間系で展開される理論は離散時間系でも展開されることが多いです。
動画１２本：（２自由度制御，外乱オブザーバ，内部モデル原理，モデル誤差抑制補償器ほか）
ブロック線図の構造を工夫することで制御系設計の見通しが良くなります。ここでは、２自由度制御や外乱オブザーバ、モデル誤差抑制補償器、内部モデル制御などの制御システム構造について触れた動画を置いています。
動画４本
信号の時間領域の離散化が離散時間システムであるのに対して、空間方向の離散化について考えます。オンオフ制御など離散的な入力しか印加できない制御対象の制御は困難でありますが、量子化制御によってうまく制御入力を決めることで高い性能を実現できます。
動画６本：（相対次数，可制御・可観測）
制御対象の状態量を推定することで，その結果を用いることがあります。カルマンフィルタや状態推定器（状態オブザーバ）を用いることで，モデルを利用して時々刻々と変化する状態量を正確に推定することができます。
動画７本：（モデリング、システム同定）
制御対象のモデルを求めることをモデリングと呼びます。その手法の一つとして入出力の情報に基づいてモデルパラメータを決定する方法であるシステム同定があります。近年は，スパースモデリングなども研究されています。
動画２１本
現実世界（フィジカル空間）の膨大なセンサデータを、サイバー空間で適切にコンピューティングすることにより、高度な社会を目指す取り組みが近年行われています。CPSは制御と深く関わっています。
動画６本：（講演の動画）
北森俊行教授，片山徹教授，足立修一教授，大須賀公一教授，白坂成功准教授，廣田幸嗣氏，小野雅裕氏の足立研セミナーにおける講演です。