制御工学における基礎知識学習システム
ヘルプとヒント
 本システムの使い方


ここでは「制御工学における基礎知識学習システム」の使い方について説明します。


本システムの入力形式

 本システムはMATLAB言語で記述され、このソフト上で動作します。したがって本学習システムでは数値の入力をMATLAB中で用いられている記述方法を使います。ここでは数あるMATLABの使い方のうち、特に本システムで使用する可能性の高いものを選び記述します。さらに詳しい情報についてはMATLABのHelpなどを参照してください。

MATLAB上での数値入力

 「MATLAB」では数値の全てを行列として記憶します。

行列の入力方法

(例1)

[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

とキーボードで入力した場合、次のような行列を入力したとみなされます。

(例2)

値がスカラーであった場合でも、MATLABでは1行1列の行列とみなします。たとえば「123」を入力したい場合「123」とキーボードで入力しますが、「[123]」と入力した時と同じです。

(例3)

[ ]

と入力すると0行0列の行列と見なします。

演算

MATLABでは次のような演算子を用いて計算を行うことができます。

+ 加算
- 減算
* 行列の掛け算
.* 各成分どうしの掛け算
/ 左にある値を右の値で割る
¥ 右にある値を左の値で割る

さらに次のような演算も行うことができます。

[行列名]^数字 行列のべき乗

例: A^2 A行列の2乗となる

sqrtm(数値or行列) 行列の平方根 例: sqrtm(A)
abs(数値or行列) 行列の絶対値 例: abs(A)
log10(数値or行列) 常用対数 例: log10(A)
log(数値or行列) 自然対数 例: log(A)
exp (数値or行列) 指数関数 例: exp 10 またはexp A
i または j 虚数単位 例: 2+4j
pi 円周率の値3.1415926... 例: 2pi
inf 無限の値の意味 例: inf
inv (行列) 逆行列 例: inv(A)
cos(piで値を入力) 余弦 例: cos (pi)
sin(piで値を入力) 正弦 例: sin (pi)
tan(piで値を入力) 正接 例: tan (pi)

ここでは本システムで使用する可能性がある関数及び特殊記号の例を紹介しましたが、その他にもいろいろな演算を行うことができます。紹介していない他の関数・特殊記号はMATLABのHELPなどを参照してください。

(例1)

1*2*3

とキーボードで入力すると、MATLABが「6」として認識します。

(例2)

演算は入力する変数の中でも用いることができます。仮に

[-1.2 3+4;5*6 log(7)]

と入力したとすると、MATLABは次のような行列を入力したと見なします。

コロン(:)演算子

MATLABでは上記に示した演算のほかに、コロン記号「:」を用いることがあります。これは繰り返し指定を意味しています。

定義

[a:b] [a a+1 a+2 ... b]の意味。(ただし、b<aならば、空行列になる)
[a:b:c]

[a a+b a+2b ... c]の意味。(ただし、b>0でa>cまたはb<0ならば空行列になる)

(例1)

[ 1 : 3 ; 2 : 4 ; 3 : 5 ]

と入力した時、次のような行列が入力された場合と同等になります。

(例2)

[ 1:0.5:3 ; 2.6:0.1:3 ]

と入力したならば、次のような行列と同等になります。

本システムの使い方

 ここでは簡単に本システムについて説明します。

本システムの起動

 本システムのメインメニューはindex.htmlであり、次のような画面構成になっています。

本学習システムでは、大まかに「ヘルプとヒント」「制御系解析」「システムの設計」3つのグループから構成されています。そして各グループにあるボタンを押すことによってそれぞれの環境に進みます。

環境の構成

それぞれの学習環境を選ぶと次のような構成のページが表示されます。

各々の環境によって若干の違いがありますが、基本的なレイアウトは全く同じになっています。左上には各環境に関するボタン群(1)、左下にパラメータを与える入力群(2)、右に結果を表す出力群(4)、そして(1)と(4)の間に判別結果の可視化(3)となります。

(1)システムボタン

ここでは各環境に関するボタンが配置されています。

「メニュー画面」ボタンでは元の起動画面に戻ります。「ヘルプ」ボタンでは基本的な原理を、操作方法では現在開いている環境の説明が示されています。そして「システム終了」ボタンを押せばウィンドウを閉じ、本システムを終了します。

(2)入力

このエリアで各環境に必要なパラメーターを代入し、出力エリア(3)に結果を表示させます。

基本的にはテキストエリアにパラメータをキーボードで入力し、「Plot」ボタン又は「送信ボタン」で結果の出力を行います。

(3)判別結果の可視化

環境の使用者に対するメッセージを表示します。

入力エリア(2)のエラー項目だけでなく、出力エリア(4)に表示されている対象の評価についても出力します。メッセージはリンク形式で表示され、それを押すことによって詳しい内容を表示します。

(4)出力

このエリアに入力エリア(2)で与えられたパラメータの結果を表示します。