理論からシミュレーション,実機製作まで

Interface 2025年4月号 Pythonで学ぶ制御【PDF版】

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コンテンツコード DPMIF202504
著者 Interface編集部
発行元 CQ出版社
価格(ライセンス料金) 1,430円
仕様 本誌279ページ PDF 約55Mバイト
発行日 2025/04/01
更新日 2025/02/21
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●本書は,CQ出版社から出版された,2025年4月1日発行の同タイトルの雑誌・書籍をPDFファイルとしたものです.電子版制作の都合上,オリジナルの書籍と比べて,一部の書体や線の太さ・種類が変更になっている場合があります.また,電子版という性格から,オリジナルの書籍と同一のプリント品質は保証できません.ご了承ください.
●予告なく,本サービス(Tech Village 書庫&販売)を一時休止または終了することがあります.サービス休止時やサービス終了後は,本コンテンツをダウンロードまたは閲覧できなくなります.
※ 本コンテンツのサンプル(PDF版)はこちらで公開しています

解説

※ 本コンテンツは,2025年2月25日発売の『Interface 2025年4月号』をPDFファイルとしたものです

理論からシミュレーション,実機製作まで
特集 Pythonで学ぶ制御

【特設】制御技術 発展史
【別冊付録】FPGAマガジンNo.4 CPU×ロジック
【新連載】OpenCVワンポイント講座

目次

理論からシミュレーション,実機製作まで
特集 Pythonで学ぶ制御

イントロダクション 「俺だけがPythonを使える世界」で無双する

プロローグ1 ものづくり系エンジニアが制御を学ぶと良い理由

プロローグ2 制御を試すのにPythonがイイ理由

【第1部 Pythonで倒立振子ロボットをシミュレーション&製作】

たかが倒立振子と侮るなかれ…式の導出からExcelを使った時間応答算出まで
第1章 Pythonでやる前に…運動方程式を手計算で解いてみる

複雑な計算はライブラリにお任せ! わずか200行でグラフ表示までOK
第2章 シミュレーション(1)…運動方程式のPython化

(1)Matplotlibを使ったアニメーション表示,(2)PID制御の導入,(3)パラメータ変更
第3章 シミュレーション(2)…動画でゲイン/摩擦係数/振り子長さ調整

モータ選定/ジャイロ精度/制御基板/骨組み板金
第4章 実機(1)…小型倒立ロボットのハードウェア設計&製作

制御処理をPythonコードで確認しながら進められる
第5章 実機(2)…倒立ロボの制御プログラムをPythonで実装

規定のところで停止,坂の上り下り,旋回運動,加速減速
第6章 シミュレーション&実機で倒立ロボットの限界を見極める

【第2部 線形代数の基礎と制御系の設計手法】

モデル化から評価の方法まで
第1章 倒立振子で始める制御設計はじめの一歩

極配置法/線形最適制御からオブザーバを用いた状態量の推定まで
第2章 状態フィードバック制御による制御器の設計&シミュレーション

倒立振子のゲイン導出からシステム定義,安定性評価,ロバスト性考慮まで
第3章 PythonでPID制御設計を一通り体験する

【第3部 ミニ四駆のモータではじめるベクトル制御入門】

3相だと難しいので2相にシンプル化!手動インバータで制御の流れをイメージする
第1章 ベクトル制御を難しく感じる理由

ミニ四駆のモータを改造してブラシレス化!2相からはじめて3相の電子制御にトライ
第2章 手作りインバータでベクトル制御

【第4部 Pythonで学ぶ マルチロータ・ヘリ飛行制御】

さまざまな飛行条件を模擬できる非線形モデルを作る
第1章 マルチロータ・ヘリの機体運動シミュレーションの概略

Pythonなら数値計算からグラフ表示,制御系までそろえられる
第2章 シミュレーションのための環境構築

Appendix1 飛行制御シミュレーション・コードを読むためのPython基礎

どのようなモータへの指令がどのような推力や空力トルク,機体の動きを生むのか
第3章 飛行制御シミュレーション・プログラム[1]メイン・コード

システム同定,機体運動実行,姿勢角,角速度,コマンド分配,センサなど
第4章 飛行制御シミュレーション・プログラム[2]メイン・コードを支えるモジュール

Appendix2 第4部で扱うソースコードに対応する数式

【第5部 AI活用に見る未来の制御技術】

ラズパイによる「忖度するじゃんけんマシン」の製作を通して体験する
第1章 AIによる制御コードの生成を試す

制御技術とAIで何ができるのか.世界の研究者たちが考えている未来
第2章 制御技術とAIとの関わり

【特設 制御技術発展史】

機械式時計,蒸気機関,フィードバック制御,アナログ計算機,ディジタル計算機,PID制御,そしてAIの登場まで
先人の知恵の集大成!制御技術の発展史

【画像評価】

監視や車載など組み込み向け小型カメラの画像評価術〈第5回〉
ダイナミック・レンジ測定用のチャート

ラズパイで体験!CMOSイメージセンサ性能の測定評価〈第12回〉
カメラ治具の設計

【OS使いこなし】

YoctoProjectではじめる組み込みLinux開発入門〈第17回〉
ROCK4C+編(8)…Bluetoothのペアリングにトライ

【Raspberry Piライフ】

最終回 IoTシステム構築塾〈第6回〉
Webアプリケーションの開発&動作確認

【IoTマイコンESP32】

ESP32でPLC〈第6回〉
OpenPLCエディタのデバッグ機能

ESP32ハードウェア実力チェック〈第2回〉
GPIOの入出力電圧とプルアップ/プルダウン抵抗の値

【テクノロジー掘り下げ】

便利クレート探偵団〈第9回〉
ビット・フラグの扱いを簡単にするbitflags

【画像基礎&実践】

新連載 OpenCVワンポイント講座〈第1回〉
拡大/縮小,移動表示で縦横比が崩れない!画像表示ウィンドウCvZoomWindowクラス

【ニュース&レポート&お知らせ】

Dojo通信〈第8回〉
前橋編

【別冊付録】

FPGAマガジン No.4
CPU×ロジック

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