各章の詳細は右記の章をクリックするとその章の図解説明にジャンプします。

　Excelのワークシート関数を使ってPID制御を数値シミュレーションします。Excel VBAマクロを使わず、ほとんど四則演算（＋−×÷）で数値シミュレーションしますので、Excel初心者も簡単にPID制御を学ぶことができます。


　システム同定（制御対象の伝達関数の同定）ができるとPID定数をセルフチューニングできます。温度制御の事例を紹介しながらPID定数のセルフチューニングコントロールについて説明します。

　ご要望に答え、Excel VBAを用いてＰＩＤ制御、ファジィ制御のシミュレーションができるようになりました。PID制御とファジィ制御のVBAプログラミングコードの作成方法を中心に説明しています。右記8章Excel VBAプログラミングをクリックしてください。追加分の8章だけVBAを使用しています。


　PID制御の基礎から応用までExcelを使ってシミュレーションするので感覚的に自動制御がわかります。制御対象のパラメータをいろいろ変化させて最適な制御状態を求める数値実験ができます。


　市販の自動制御シミュレータは１００万円台ですが、ここで紹介する数値実験技法はExcelがあれば、ほとんどただ同然です。後はモチベーションと実行力があれば、誰でも自動制御が学べます。


　Excelを使って難解なラプラス変換を数値シミュレーションすることで、自動制御が理解しやすくなります。シミュレーションはワークシート関数だけ(VBAを使っていない）で行ないますので、四則演算（＋−×÷）感覚でプログラム、実行できます。


　温度、位置および流量などを制御対象にする装置のシステムの性質を同定する（伝達関数を知る）ことで、より最適な制御系を構築できます。システム同定のExcelファイルで制御対象の同定ができます。



　装置開発ではいろいろな制御のカスタマイズが要求されます。
　半導体熱処理装置やFPD（FlatPanelDisｐlay)装置の温度制御を例に取り上げ、制御の最適化事例を紹介します。温度分布の均一性向上のための複数ゾーン制御や冷たい基板をホットプレートで均一に加熱する制御方法を、経験に沿って紹介します。
　また、リニアモータの制御シミュレーションも紹介しています。


　Excel VBAによるファジィ制御とPID制御を追加しました。（２０１０．０１．０８　追加）
　ご要望に応えて、ファジー制御をＶＢＡでプログラミングしました。ファジー制御の基礎と考え方を紹介しています。また、ＰＩＤ制御もＶＢＡでプログラミングする方法を解説しています。


　本解説書で使用した数値シミュレーションExcelファイルはすべてCD-ROMに格納してあります。また、解説文は下記の目次にしたがってPDFファイルにし、CD-ROMに収納しました。

はじめに　
第１章　自動制御の簡単な算数
　１．０　必要な数学公式
　１．１　ラプラス変換
　１．２　ラプラス変換公式
　１．３　ラプラス逆変換
　１．４　基本的な伝達関数
　１．５　伝達関数まとめ
　１．６　ブロック図
　１．７　過渡応答
　１．８　過渡応答事例　（PDF 18過渡応答事例.pdf へのリンク）
　１．９　周波数応答　

第２章　数値実験技法
　２．１　数値シミュレーション
　２．２　CR回路過渡応答の数値解析　（PDF 22ＣＲ回路過渡応答.pdf へのリンク）
　２．３　むだ時間の表現
　２．４　数値シミュレーション誤差
　２．５　むだ時間を含む場合の誤差
　２．６　数値シミュレーションの演習　（PDF 26数値シミュレーション演習.pdf へのリンク）

第３章　フィードバック制御
　３．１　PID制御の基礎
　３．２　PID制御事例
　３．３　実用PID制御事例
　３．４　I-PD制御事例
　３．５　部分モデルマッチングI-PD制御事例
　３．６　FF-PID制御事例　（PDF 36FF-PID制御事例.pdf へのリンク）
　３．７　マルチポイントPID制御事例　（PDF 37マルチPID制御事例.pdf へのリンク）

第４章　システム同定
　４．１　最小２乗法
　４．２　逐次最小２乗法
　４．３　いろいろな逐次最小２乗法
　４．４　ARモデルシステム同定事例　（PDF 44ARモデルの同定事例.pdf へのリンク）
　４．５　MAモデルシステム同定事例
　４．６　ARMAモデルシステム同定事例
　４．７　同定次数の決め方　（PDF 47同定次数の決め方.pdf へのリンク）

第５章　PIDセルフチューニング
　５．１　セルフチューニングコントロール　（PDF 51セルフチューニングPID制御.pdf へのリンク）
　５．２　部分モデルマッチング法セルフチューニングI-PD制御事例
　５．３　セルフチューニング温度制御事例　（PDF 53温度の制御事例.pdf へのリンク）

第６章　制御状態の評価
　６．１　安定評価の方法　（PDF 61安定評価の方法.pdf へのリンク）
　６．２　PID制御の安定性評価
　６．３　I-PD制御の安定性評価　（PDF 63I-PD制御の安定性評価.pdf へのリンク）

第７章　CD-ROMの内容と簡単な説明
　Excelファイルの総合画面　
　７．１　第１章のファイル内容説明
　７．２　第２章のファイル内容説明
　７．３　第３章のファイル内容説明
　７．４　第４章のファイル内容説明
　７．５　第５章のファイル内容説明
　７．６　第６章のファイル内容説明

　　　　------追加の章------
第８章　ＰＩＤ制御とファジィ制御のVBAプログラミング
　８．１　モデルのVBAプログラミング　（PDF 8.1プラントモデルのVBA）
　８．２　ＰＩＤ制御のVBAプログラミング
　８．３　ファジィ制御のVBAプログラミング