基礎編 — 伝達関数と応答
TOOL 01
1次系の応答
G(s) = K/(Ts+1) のステップ応答・インパルス応答。ゲインKと時定数Tを変更して波形を観察。
TOOL 02
2次系の応答
G(s) = Kωₙ²/(s²+2ζωₙs+ωₙ²) の応答。不足減衰・臨界減衰・過減衰の違いを観察。
TOOL 03
ボード線図と入出力波形
2次系のボード線図上で周波数マーカーを動かし、入出力正弦波のゲイン・位相変化を同時観察。
TOOL 04
PID制御
1次遅れプラントに対するPIDフィードバック制御。Kp, Ki, Kdを変更してステップ応答とボード線図を観察。
TOOL 05
3次系の極配置
3重積分器プラントに状態フィードバック u=−Kx+r を適用。極配置によるゲインKの決定と応答を観察。
TOOL 06
状態推定（オブザーバ）
観測ノイズ下での状態推定。オブザーバゲインを変えると、収束の速さとノイズ感度のトレードオフが見える。
応用編 — 実システムの制御
TOOL 07
クレーン振れ止め制御
台車＋吊り荷の状態フィードバック制御。10秒以内整定の条件で振れ角を最小化するゲインを探索する課題付き。
TOOL 08
適応クルーズ制御（ACC）
前方車に追従し車間距離を一定に保つ制御。2つの目標速度パターンとゲインa,bで追従性能を観察。
TOOL 09
倒立振子の制御
台車上の振子を直立に保ちつつ目標位置へ移動。非最小位相系の特徴と状態フィードバックを体験。
TOOL 10
部屋の温度制御
3つの条件の部屋を同時にPI制御で比較（目標18℃）。広さや扉開放が応答に与える影響を観察。
こども向けゲーム