Scilabで学ぶフィードバック制御入門
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Scilab入門
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 概要
 poly,syslin,csim
 ステップ応答法
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 比例・微分・積分
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 フィードバック
 2次遅れ系
 ステップ応答法
 周波数応答法
 ナイキスト線図
 安定性の判別
 判別の仕組み
 安定余裕の評価
 評価の例題
Xcos
 入門
 例・運動方程式
PID制御(Xcos)
 概要
 比例(P)動作
 積分(I)動作
 微分(D)動作
 PID・ボード線図

Scilab入門:概要


フィードバック制御等、技術計算を多用する場合、数値計算用ソフトウェアが欠かせません。
このような目的のソフトとして、MATLAB(The MathWorks社)が有名です。
しかし、MATLABは有料であり、個人で使用するには高価です。

本サイトでは、MATLABに近い機能を持ったScilabを使用します。
Scilab(サイラボまたは、サイラブと発音)とは、フランス国立コンピュータ科学制御研究所(INRIA)から提供されている無料の科学ソフトウェアパッケージです。

ダウンロードサイトは下記ですが、残念ながら日本語バージョンはありません。
https://www.scilab.org/
2009/11/1現在でバージョンは5.1.1でした。

インストール作業は、英語環境を選択した以外は、全てデフォルトのままで行いました。

<Scilabのアイコン>


Scilab入門では、基本的な使い方の解説だけを行います。
ここで解説していないことも今後出てきますが、そのときに随時説明します。
<注意>
本サイト執筆中にバージョン5.2.0がリリースされました。
このバージョンでは日本語対応されています。
また、ブロック線図作成ツールの名称も Scicos→Xcos と変更され使いやすくなっています。
PID制御のブロック線図でのシミュレーションは、Xcosを使います。

簡単な実行例

Scilabを実行すると次のコンソール画面を表示し入力待ちになります。


実際にコマンドを入力し、動きを確認します。

  図中の内容 解  説
  --> この3文字がプロンプト
ユーザからの入力待ち
(1) -->a=10 変数 a に 10 を代入
代入した結果 a を次行以降に表示
(2) -->b=5; 変数 b に 5 を代入
行末に ; を記述すると (1) のように代入結果を表示しない
(1)(2)を次のように1行で記述することも可能
-->a=10,b=5;
(3) -->c=a+b 変数 c に a + b の計算結果を代入
代入した結果 c を次行以降に表示
(4) -->c/3 c / 3 を計算
代入すべき変数が無い(左辺値がない)場合は、自動的に変数 ans に計算結果が代入される
この場合、変数 ans に c / 3 の計算結果が代入された
(5) -->(ans+a)*2 変数 ans もユーザが定義した変数(a,b,c)と同じように使用可能
この式も代入すべき変数が無いので計算結果は、変数 ans に代入される

メニューの解説

画面上部のメニューについて簡単に解説します。
[Edit]と[?]については、一般的なので解説を割愛します。

[File]
項目  解  説
Execut... 指定したファイルをScilabのプログラミングファイルとして実行
拡張子は、何でもいいが *.sce を推奨(*.sceがScilab標準のエディッタに関連付けられる)
Open a file... *.sceのファイルを指定するとScilab標準のエディッタが起動
Load environment... 下記の[Save environment...]と組で使用
[Save environment...]で保存した変数一式をの情報を読み出す
Save environment... 上記の[Load environment...]と組で使用
現在使用中の変数一式をの情報を保存
Cange current directory... 作業用のフォルダを変更
Display current directory 作業用のフォルダを表示
Page setup... 印刷のための各種パラメータを設定
Print...t 印刷の実行
Quit Scilabの終了

[Preferences]
項目  サブ項目 解  説
Colors Consol Background コンソール画面の背景色を設定
Consol Font... コンソール画面の文字色の設定
Font... コンソール画面のフォントの設定
Show/Hide Toolbar ツールバーの表示/非表示
Clear History コンソールへの入力履歴をクリア
Clear Consol コンソール画面をクリア

[Control]
項目  解  説
Resume プログラムが pause 文等を実行して pause モードに入った場合
コンソールに reume と入力するか、このメニューを選択するとプログラム続行
Abort プログラムの実行中にこのメニューを選択すると、プログラムは終了
pause モードでも同じくプログラム終了
Interrupt プログラム実行中にこのメニューを選択するとプログラムは、pause モードに移行

[Application]
項目  解  説
Editor Scilab標準のプログラムエディッターScipadを起動
Scicos Scilab標準のブロック線図エディッターScicosを起動
Matlab to Scilab translater MATLABプログラムファイル(*.m)をScilabプログラムファイル(*.sce)に変換