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制御工学(せいぎょこうがく、Control Engineering)とは、入力および出力を持つシステムにおいて、その(状態変数ないし)出力を自由に制御する方法全般にかかわる学問分野を指す。主にフィードバック制御を対象にした工学である。

大別すると、制御工学は、数理モデルに対して主に数学を応用する制御理論と、それを実モデルに適用していく制御応用とからなる。応用分野は機械系、電気系、化学プロセスが中心であるが、ものを操ることに関する問題が含まれれば制御工学の対象となるため、広範な分野と関連がある。

◆ 制御理論

制御理論は数理モデルを対象とした、主に数学を用いた制御に関係する理論である。

いずれの理論もモデルの表現方法、解析手法(安定性など)、制御系設計方法の三本柱を与える。

多数の制御理論が提唱されているが、主なものは「古典制御論」と「現代制御論」の2つであり、この他には「ポスト現代制御論」、「知的制御」がある。

古典制御論は伝達関数と呼ばれる線形の入出力システムとして表わされた制御対象を中心に、周波数応答などを評価して望みの挙動を達成することを目的とした理論である。一方、現代制御論は状態方程式と呼ばれる一階の常微分方程式として表現された制御対象に対して、種々の数学的な知見を応用して、安定性、時間応答や周波数応答などを評価して望みの挙動を達成することを目的とする理論である。

詳細は下記を参照されたい。

・制御理論

  ・古典制御論

  ・現代制御論

    ・線形システム論

    ・最適制御理論

  ・ポスト現代制御論

    ・H_∞制御理論

    ・有限時間整定制御

    ・非線形システム論

    ・適応制御

    ・ハイブリッドシステム論

  ・知的制御

    ・ファジィ制御

    ・ニューラルネットワーク制御

    ・学習制御、遺伝的アルゴリズム、エキスパートシステム

◆制御応用

・サーボ系

・ロボット

・デジタル制御工学

・自動調整系

・シーケンス制御

・プロセス制御

◆制御工学の用語

・ボード線図

・ナイキスト線図(ベクトル軌跡)

・ニコルス線図

・根軌跡法

◆関連項目

・制御理論

  ・関数解析学(ラプラス変換、デルタ関数、Z変換)、線形代数学(行列)、力学系、計算機科学、最適化問題、微分幾何学、状態空間

・制御応用

  ・化学工学、機械工学、電子工学、電気工学、電力工学、経営システム工学、メカトロニクス、ロボット工学、計測工学、電気計測工学、航空工学、船舶工学、システム工学、プロセスシステム工学、情報システム工学、情報工学

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