1.伝達関数の使いどころ
3つの回路とフィードバック制御を題材に、式を立て、伝達関数を導き、特性を読み取るまでを実演した教材です。
読むと、回路が変わっても同じ手続きで特性が得られることがわかります。
- 取り上げる題材: RCR回路、LCRバンドパスフィルタ、オペアンプのバンドパスフィルタ、フィードバック制御
- 題材はそれぞれ独立しているので、気になったところから読めます
- フィードバック制御は、古典制御を学習したことのある方向けです
伝達関数が役に立つことはわかっている
でも、自分の回路で使えているだろうか
伝達関数を使えば、回路の特性を式から見通せる。設計の当たりも付けられそうだ。
そう感じていても、いざ自分の回路に向かうと、手が止まることはありませんか。
- 教科書の例題なら解けるのに、目の前の回路では伝達関数の導き方がわからない
- 「伝達関数」と聞くと、部分分数展開や逆ラプラス変換の煩雑さを思い出す
- ゲインや定数を変えて特性が良くなっても、なぜ良くなったのかを説明できない
伝達関数を難しく感じるのは、教科書で習うやり方と、設計現場での使い方が違うからだと、私は考えています。
教科書のやり方と、設計現場のやり方
教科書
伝達関数は、微分方程式を解くための道具
- ラプラス変換表で変換
- 部分分数展開
- ラプラス変換表で逆変換
- 三角関数の合成
設計現場
伝達関数は、回路方程式を解いた答えそのもの
- 回路方程式を立てる
- 伝達関数を導く
- 特性を読み取る時間応答：シミュレーションの波形周波数特性：ボード線図
回路が変わっても、同じ手続きを使う。
導出と可視化は数式処理ツールに任せ、回路方程式を立てる（モデル化する）のは設計者
設計現場では、部分分数展開・逆ラプラス変換・三角関数の合成も、ラプラス変換表も使いません。
この違いを、教材『伝達関数の苦手意識の正体とその解消法』では例題で、『伝達関数の使いどころ』では、3つの回路とフィードバック制御で示しています。
お申し込みいただくと届くもの
教材3点のダウンロードURLをメールでお送りします。
2.伝達関数の苦手意識の正体とその解消法
同じ例題を、教科書の手順と、シミュレーションとボード線図を使うやり方の両方で解いて見比べる教材です。
読むと、伝達関数を「難しい」と感じた理由と、設計現場で必要な伝達関数の使い方がわかります。
3.ボード線図とステップ応答の描画
伝達関数の係数をセルに入力すると、ボード線図（ゲインと位相）と、1次系と2次系のステップ応答が描ける Excel です。
「ボード線図の書き方」のシートで、ボード線図の求め方を、Excel の式と対応させて確かめられます。
- 扱える伝達関数は2次までです
- マクロ（VBA）は使っていません
4.技術解説メール
設計現場での伝達関数の使い方を、具体的な回路や例題で解説するメールです。
読むと、回路をモデル化して伝達関数を導き、特性を読み取るやり方がわかります。ツールやAIに任せてよい計算と、技術者が受け持つモデル化の判断の区別をつけられるようになります。
執筆者
三菱電機などで、パワエレ製品の開発に携わってきました。その現場での伝達関数の使い方を、この教材にまとめました。
- 企業でのパワエレ開発 17年（三菱電機で UPS・瞬低補償装置・ピークカット電源の制御設計と組込みソフト、Mywayプラスで太陽光PCS・モータドライブ、ヤマハ発動機で電動車両の充電器）
- 講演・セミナーで延べ1,000人以上に指導（パワエレフォーラム、電源システムシンポジウムなど）
- YouTube の解説動画「10分で理解できる伝達関数の求め方とラプラス変換」 再生4万回超（2026年11月時点）