院試の制御工学を受験するけどどうやって勉強すればいいかな…
制御工学のおすすめ参考書はなんだろう…
院試勉強を進めるときにこんな疑問をもつ学生もいるのではないでしょうか。
制御工学は情報系や機械系の専攻では受験科目として選択できます。
無駄なく効率的に進めることが院試勉強では重要です。今回は制御工学を勉強するときのおすすめ参考書と問題集を6冊ご紹介します。
2023年入学者向けに院試で必要な勉強方法もご紹介します。
院試で必要な制御工学の範囲について
制御工学を院試の受験科目に選ぶときには、試験範囲に注意してください。
勉強する分野は以下の２つに分けられると思います。
- 古典制御
- 現代制御
過去問を解いてみて『古典制御』と『現代制御』のどちらからの出題が多いのかといった傾向を掴むことが大切です。
また制御工学を勉強するにはラプラス変換などの数学的知識が必要です。
院試数学の勉強方法を参考にまずは院試数学に必要な基礎力を高めてください。
ここからは院試を受験する上で必要な『古典制御』と『現代制御』の違いを説明します。
制御工学の古典制御とは
制御工学の中でも伝達関数を使う分野を『古典制御』といいます。
試験範囲はこんな感じです。
- ボード線図
- 極・ゼロ点の考え
- 伝達関数
- ナイキスト線図
- 安定性の条件
制御工学を勉強するときには『古典制御』⇒『現代制御』の順番で取り組むことがおすすめです。
制御工学の現代制御とは
制御工学の中でも状態方程式を使う分野を『現代制御』といいます。
試験範囲はこんな感じです。
- 状態方程式
- 可制御性
- 可観測性
試験範囲のボリュームは古典制御の方が圧倒的に多いです。
大学院によっては現代制御はほぼ出題されないというケースもあります。
ここからは制御工学を勉強するときのおすすめ参考書と問題集をご紹介します。
おすすめ参考書・テキスト４冊
制御工学 (JSMEテキストシリーズ)
この本は制御工学を勉強するときに一番オススメの参考書です。
本サイトでは材料力学や熱力学の参考書としても推薦しているJSMEシリーズのテキストです。
『古典制御』『現代制御』を理解するために必要な知識が一冊にまとまっています。
- 値段が2,000円前後と安い
- 大判なので見やすい
- 初学者でも理解できる丁寧な解説
- 同シリーズの演習本との相性抜群
こんなにメリットがある参考書は他にないと思います。制御工学を受験科目で使う学生は買って損は無い一冊です。
フィードバック制御入門（システム制御工学シリーズ）
この本が学部の講義で指定教科書となっていた方も多いのではないでしょうか。
古典制御を基礎から学習するときにはピッタリな一冊です。
- フィードバック制御系の応答性
- ナイキスト線図
- 安定性の評価
- 伝達関数
- ボード線図の見方
院試の制御工学では頻出な上記分野の解説+練習問題を扱っています。
大学2、3年生の講義用に作られたテキストであるため丁寧な解説が魅力的です。
線形システム制御入門 (システム制御工学シリーズ)
『フィードバック制御入門』と同じシリーズですが、こちらは現代制御に特化した参考書です。
学部の講義では現代制御を扱わない大学もあります。一方、院試の制御工学では現代制御が頻出になる大学院もあります。
そのような独学で現代制御を理解しなければいけない…という時に、おすすめのテキストです。
わかりやすい現代制御理論
後程ご紹介する『演習で学ぶ現代制御理論』『演習で学ぶ基礎制御工学』を執筆した、制御分野では著名な森先生の本です。
独学で現代制御を勉強する学生向けの参考書です。
ただし現代制御に関する説明や解説がほとんどであるため、練習問題をこなすためには別の問題集を準備する必要がありそうです。
おすすめ問題集４冊
演習制御工学 (JSMEテキストシリーズ)
演習本で一番のおすすめなはJSMEシリーズの演習制御工学です。
同シリーズのテキスト同様、低価格にもかかわらず豊富な問題量、丁寧な解説、見やすいレイアウトを備えています。
一冊で『古典制御』と『現代制御』の問題演習に対応できます。
演習で学ぶ基礎制御工学
この本は古典制御の演習に特化した問題集です。
他の問題集と比べて出版年が新しいため、最近の院試の傾向を踏まえた構成に作られています。
演習問題や丁寧な解説を読み込むことで、古典制御では確実に出題される下記分野の理解力がグッと深まるはずです。
- ブロック線図
- ボード線図
- ナイキスト線図
古典制御の基礎を学んだ後に問題演習をするには最適な一冊です。
演習で学ぶ現代制御理論
現代制御の問題演習に特化した本です。
既にご紹介した『演習で学ぶ基礎制御理論』と同じ著者が出版する本です。
この本の特徴は例題や章末問題の解説が非常に丁寧なことです。
現代制御の初学者でも一通り本書を読み込めば、院試で必要な知識は無駄なく身につきます。
ちなみに現代制御を解くためには、行列や状態方程式を理解する必要があります。
数学分野に不安がある方は、院試数学のおすすめ参考書で復習しておきましょう。
詳解制御工学演習
『現代制御』と『古典制御』の両分野を網羅している問題集です。
この本のおすすめポイントは圧倒的な演習問題量を備えていることです。
過去問分析で掴んだ頻出分野や苦手分野のための問題演習にはピッタリな一冊です。
ただし358ページもあるため最初から最後までを解くことはおすすめできません。分野ごとの問題演習に使ってください。
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学生だけの特権なのだから、使い倒しちゃってください！
まとめ
今回は院試で制御工学を勉強するときのおすすめ問題集と参考書をご紹介しました。いかがだったでしょうか。
制御工学は手を動かして問題を解くことが大切です。是非参考にしてみてください。