新版 プロセス制御工学

橋本 伊織・長谷部 伸治・加納 学(著)

橋本 伊織・長谷部 伸治・加納 学(著)

定価 4,180 円(本体 3,800 円+税)

A5判/208ページ
刊行日:2020年04月05日
ISBN:978-4-254-25042-8 C3058

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内容紹介

化学系向け制御工学テキストとして好評の旧版を加筆・修正。〔内容〕概論/伝達関数と過渡応答/周波数応答/制御系の特性/PID制御/多変数プロセスの制御/モデル予測制御/システム同定の基礎/統計的プロセス管理

編集部から

目次

1.プロセス制御の概要
 1.1プロセス制御の役割
 1.2フィードバック制御
 1.3フィードバック制御系の構成
 1.4フィードバック制御系の設計問題
 1.5計装
演習問題
2.プロセスモデルとラプラス変換
 2.1プロセスモデルの構築
  2.1.1物理モデルと統計的モデル
  2.1.2グレーボックスモデル
  2.1.3状態変数と状態方程式
  2.1.4自由度
  2.1.5線形化
 2.2ラプラス変換
  2.2.1ラプラス変換の定義と基本特性
  2.2.2ラプラス変換の公式と定理
  2.2.3ラプラス逆変換
演習問題
3.伝達関数と過渡応答
 3.1伝達関数
 3.2プロセスの過渡応答
  3.2.1 1次遅れ要素
  3.2.2積分要素
  3.2.3 2次遅れ要素
  3.2.4高次遅れ要素
  3.2.5むだ時間要素
  3.2.6極と過渡応答
  3.2.7零点と過渡応答
 3.3ステップ応答からの伝達関数モデルの導出
  3.3.1 1次遅れ要素のモデリング
  3.3.2 1次遅れ+むだ時間要素のモデリング
 3.4ブロック線図
演習問題
4.周波数応答
 4.1周波数伝達関数
 4.2周波数応答の表現方法
  4.2.1ベクトル線図
  4.2.2ボード線図
 4.3代表的な伝達要素の周波数応答
  4.3.1比例・積分・微分要素
  4.3.2 1次遅れ要素
  4.3.3 2次遅れ要素
  4.3.4むだ時間要素
演習問題
5.制御系の特性
 5.1制御系の基本的な性質
 5.2制御系の定常特性
 5.3制御系の安定性
  5.3.1ナイキストの安定判別法
  5.3.2安定性(減衰性)の評価
 5.4制御系の性能評価
演習問題
6.PID制御
 6.1PID制御の基礎
 6.2PID制御パラメータの調整
  6.2.1PID制御パラメータの働き
  6.2.2限界感度法
  6.2.3ステップ応答に基づく方法
  6.2.4 IMC法
  6.2.5モデル誤差を考慮した調整法
 6.3改良型PID制御
  6.3.1微分先行型PID制御
  6.3.2 I-PD制御
  6.3.3 2自由度PID制御
 6.4制御性能の改善
  6.4.1スミス補償型PID制御
  6.4.2リセットワインドアップ対策
  6.4.3非線形性を取り入れたPID制御
 6.5PID制御の実装
  6.5.1不完全微分
  6.5.2デジタル制御
  6.5.3位置型と速度型
  6.5.4比例帯
演習問題
7.様々な制御方法
 7.1フィードフォワード制御
  7.1.1フィードフォワードコントローラの設計
  7.1.2フィードバック制御との併用
 7.2複合ループ制御
  7.2.1カスケード制御
  7.2.2比率制御
  7.2.3選択制御
  7.2.4均流液面制御
  7.2.5バルブポジション制御
 7.3多変数制御
  7.3.1相対ゲイン
  7.3.2 Niederlinski Index
  7.3.3非干渉制御
演習問題
8.モデル予測制御
 8.1基本概念
 8.2プロセスモデル
  8.2.1インパルス応答モデル
  8.2.2ステップ応答モデル
 8.3モデル予測制御アルゴリズム
  8.3.1プロセスモデル
  8.3.2予測式と参照軌道
  8.3.3制御則
  8.3.4操作変数に対するペナルティーを考慮した制御則
 8.4内部モデル制御との関連
 8.5モデル構築に関する注意
 8.6制御パラメータの調節
 8.7制約条件を考慮したモデル予測制御
9.システム同定の基礎
 9.1最小二乗法
  9.1.1最小二乗法
  9.1.2多重共線性
  9.1.3非線形最小二乗法
 9.2離散時間モデル
  9.2.1出力誤差モデル
  9.2.2 ARXモデル
  9.2.3 ARMAXモデル
 9.3予測誤差法による同定
  9.3.1 ARXモデルの同定
  9.3.2 ARMAXモデルの同定
 9.4システム同定に関する注意
 9.5閉ループ系の同定
  9.5.1スペクトル解析の利用
  9.5.2直接法
  9.5.3間接法
  9.5.4入出力結合法
10.多変量統計的プロセス管理
 10.1統計的プロセス管理
 10.2主成分分析
 10.3多変量統計的プロセス管理(MSPC)
 10.4寄与プロットによる異常原因の特定
 10.5プロセス動特性の取り扱い
 10.6バッチプロセスの管理
演習問題略解
参考文献
索引

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