近年,經(jīng)常聽(tīng)到學(xué)生提出想要制作機(jī)器人.現(xiàn)在,隨著技術(shù)的發(fā)展,用一些簡(jiǎn)單的辦法就可以制作用遙控器操控動(dòng)作的機(jī)器人,但是這些機(jī)器人的用途有限.如果需要機(jī)器人具有較高的自動(dòng)化水平,并在實(shí)際生產(chǎn)和生活中發(fā)揮較大作用,就必須使用控制工程的知識(shí).控制工程的適用范圍非常廣泛,可以說(shuō)在工科專業(yè)中沒(méi)有不需要使用控制的領(lǐng)域.進(jìn)一步而言,在醫(yī)學(xué)和經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域,控制工程的思維方式也變得日益重要.精通控制工程的話,會(huì)使您有活躍在各種領(lǐng)域的可能性.對(duì)于大多數(shù)的學(xué)生和企業(yè)技術(shù)人員而言,雖然控制工程的知識(shí)極為重要,但都有難學(xué)和難以理解的印象.由于控制工程的適用范圍廣泛,大多數(shù)狀況下沒(méi)有特定的具體研究對(duì)象,初學(xué)時(shí)理解困難的內(nèi)容也較多.因此,作者根據(jù)自身對(duì)控制工程的理解,對(duì)經(jīng)典控制論的內(nèi)容進(jìn)行整理,以初學(xué)者易于理解為出發(fā)點(diǎn)著述此書(shū).特別將重點(diǎn)放在適用于控制工程的數(shù)學(xué)公式的理解方法和含義的說(shuō)明上.本書(shū)的內(nèi)容與現(xiàn)有的經(jīng)典控制工程教材相比,在內(nèi)容上可能存在一些不同,執(zhí)筆時(shí)的想法是期望初學(xué)者盡可能理解和掌握本課程的關(guān)鍵內(nèi)容.期待本書(shū)的讀者能對(duì)控制工程產(chǎn)生一定的興趣,也期待閱讀本書(shū)的學(xué)生會(huì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)和研究生的研究生涯中進(jìn)行控制工程的相關(guān)研究.本書(shū)考慮了在教學(xué)中使用的便利性,按一章一節(jié)課的量將內(nèi)容分為１４章.對(duì)于經(jīng)典控制論的內(nèi)容來(lái)說(shuō),從整體上可以分為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的解析、反饋控制系統(tǒng)的解析與設(shè)計(jì)兩大部分;對(duì)于每個(gè)具體內(nèi)容,存在時(shí)間軸和頻率軸兩種思考方法,本書(shū)的內(nèi)容即按照此方法進(jìn)行分類,如圖１所示.圖１中,小旗中的號(hào)碼表示各章的序號(hào).閱讀本書(shū)時(shí),可按照各章的序號(hào)進(jìn)行;也可按照?qǐng)D中箭頭所示順序進(jìn)行.由于我們水平所限,盡管做了很大努力,可能還是會(huì)有很多不妥甚至是錯(cuò)誤,望廣大讀者給予批評(píng)指正.本書(shū)的編寫(xiě)和出版過(guò)程中,得到了各方友人的熱情關(guān)心和大力幫助,在此表示衷心的感謝.特別要感謝的是作者在學(xué)習(xí)控制工程時(shí)的導(dǎo)師和引路人九州工業(yè)大學(xué)小林敏弘名譽(yù)教授、名古屋大學(xué)大日方五郎教授、東京工業(yè)大學(xué)藤田政之教授和九州工業(yè)大學(xué)大屋勝敬教授.此外,向?qū)Ρ緯?shū)初稿的不足之處提出指正的作者研究室的各位同仁表示感謝.后,向?yàn)楸緯?shū)的出版費(fèi)盡心力的講談社橫山真吾先生及我們的家人表示衷心的感謝.
近年,經(jīng)常聽(tīng)到學(xué)生提出想要制作機(jī)器人.現(xiàn)在,隨著技術(shù)的發(fā)展,用一些簡(jiǎn)單的辦法就可以制作用遙控器操控動(dòng)作的機(jī)器人,但是這些機(jī)器人的用途有限.如果需要機(jī)器人具有較高的自動(dòng)化水平,并在實(shí)際生產(chǎn)和生活中發(fā)揮較大作用,就必須使用控制工程的知識(shí).控制工程的適用范圍非常廣泛,可以說(shuō)在工科專業(yè)中沒(méi)有不需要使用控制的領(lǐng)域.進(jìn)一步而言,在醫(yī)學(xué)和經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域,控制工程的思維方式也變得日益重要.精通控制工程的話,會(huì)使您有活躍在各種領(lǐng)域的可能性.對(duì)于大多數(shù)的學(xué)生和企業(yè)技術(shù)人員而言,雖然控制工程的知識(shí)極為重要,但都有難學(xué)和難以理解的印象.由于控制工程的適用范圍廣泛,大多數(shù)狀況下沒(méi)有特定的具體研究對(duì)象,初學(xué)時(shí)理解困難的內(nèi)容也較多.因此,作者根據(jù)自身對(duì)控制工程的理解,對(duì)經(jīng)典控制論的內(nèi)容進(jìn)行整理,以初學(xué)者易于理解為出發(fā)點(diǎn)著述此書(shū).特別將重點(diǎn)放在適用于控制工程的數(shù)學(xué)公式的理解方法和含義的說(shuō)明上.本書(shū)的內(nèi)容與現(xiàn)有的經(jīng)典控制工程教材相比,在內(nèi)容上可能存在一些不同,執(zhí)筆時(shí)的想法是期望初學(xué)者盡可能理解和掌握本課程的關(guān)鍵內(nèi)容.期待本書(shū)的讀者能對(duì)控制工程產(chǎn)生一定的興趣,也期待閱讀本書(shū)的學(xué)生會(huì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)和研究生的研究生涯中進(jìn)行控制工程的相關(guān)研究.本書(shū)考慮了在教學(xué)中使用的便利性,按一章一節(jié)課的量將內(nèi)容分為１４章.對(duì)于經(jīng)典控制論的內(nèi)容來(lái)說(shuō),從整體上可以分為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的解析、反饋控制系統(tǒng)的解析與設(shè)計(jì)兩大部分;對(duì)于每個(gè)具體內(nèi)容,存在時(shí)間軸和頻率軸兩種思考方法,本書(shū)的內(nèi)容即按照此方法進(jìn)行分類,如圖１所示.圖１中,小旗中的號(hào)碼表示各章的序號(hào).閱讀本書(shū)時(shí),可按照各章的序號(hào)進(jìn)行;也可按照?qǐng)D中箭頭所示順序進(jìn)行.由于我們水平所限,盡管做了很大努力,可能還是會(huì)有很多不妥甚至是錯(cuò)誤,望廣大讀者給予批評(píng)指正.本書(shū)的編寫(xiě)和出版過(guò)程中,得到了各方友人的熱情關(guān)心和大力幫助,在此表示衷心的感謝.特別要感謝的是作者在學(xué)習(xí)控制工程時(shí)的導(dǎo)師和引路人九州工業(yè)大學(xué)小林敏弘名譽(yù)教授、名古屋大學(xué)大日方五郎教授、東京工業(yè)大學(xué)藤田政之教 授和九州工業(yè)大學(xué)大屋勝敬教授.此外,向?qū)Ρ緯?shū)初稿的不足之處提出指正的作者研究室的各位同仁表示感謝.后,向?yàn)楸緯?shū)的出版費(fèi)盡心力的講談社橫山真吾先生及我們的家人表示衷心的感謝.
佐藤和也　平元和彥　平田研二
２０１０年夏