最終更新日:2017/02/01
Syllabus
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概要
対象年度 年度 2017 (週1コマ)秋期 開講時限 月3
開講学部・学科等 大学院
科目コード 042003200 科目ナンバー
授業名 システム制御特論
英文授業名 Advanced System Control Theory
担当教員 大浦 邦彦

授業形態 講義
e-learning利用 その他:
担当形態 単独
関連する授業
当科目履修前に履修して
おくことが望ましい科目
後続関連授業
教職課程科目
テーマ・キーワード 現代制御,古典制御

授業の概要・ねらい システム制御理論は現代制御理論とも呼ばれ、PID制御に代表される古典制御では設計が難しかった「多変数システム」に対する制御系設計に、有効に活用できることが知られている。

本講義では、システム制御理論の理解に必要な数学的基礎知識(ラプラス変換,複素関数論,微分方程式,行列論)を復習したのち、状態方程式の概念とその解、リアプノフの安定性理論、可制御性と可観測性について論ずる。講義進度に応じて、レギュレータとオブザーバの設計などについても論ずる予定である。

現代制御に関する一定の知識を得ることが目標である。
到達目標 古典制御の基礎事項を確認,現代制御について一定の知識を得る。
教科書と準備するもの 教科書は特に指定しない。
制御理論(古典)について,学部時代の受講により一定の予備知識を持っていることが望まれる。また関連する数学的知識も要求される。
参考書 システム制御Ⅰ・Ⅱ(オーム社)
評価の基準 古典制御および現代制御について,応用可能な基礎知識を取得する。
具体的評価方法 演習50%
レポート50%で評価する。
授業評価アンケート
フィードバック・
受講生へメッセージ
アンケート結果を真摯に受け止め,授業改善に努力します。
単位互換
特記

授業計画
第1回 内容
ガイダンス
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:「制御とは何か」について参考書やインターネット等で調べ,自分なりの回答を得ておく。
復習:各回の授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。(以下同様)
授業実施特記
第2回 内容
現代制御と古典制御
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:「古典制御」について知識を整理しておく。制御について学んだことが無い場合は,参考書やインターネット等で調べ,自分なりの回答を得ておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第3回 内容
古典制御(復習)
伝達関数、ラプラス変換
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:微積分についての知識を確認しておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第4回 内容
古典制御(復習)
過渡応答、周波数応答
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:微分方程式の解き方を思い出しておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第5回 内容
古典制御(復習)
安定性、制御系設計
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:第3回の授業内容を確認しておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第6回 内容
現代制御(序論)
状態変数と状態方程式
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:行列論を確認する。微積分とラプラス変換(第3回)についても見る。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第7回 内容
状態方程式
現代制御理論と状態方程式の役割
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:前回の講義内容を確認しておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第8回 内容
状態方程式
標準形、状態フィードバック
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:前回の講義内容を確認しておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第9回 内容
状態方程式
状態方程式の解とその計算
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:前回の講義内容を確認しておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第10回 内容
可制御性と可観測性
行列のランク
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:前回の講義内容を確認しておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第11回 内容
可制御性と可観測性
可制御・可観測と行列による判定
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:前回の講義内容を確認しておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第12回 内容
双対性
双対なシステムとその性質
正準系
対角正準系,可制御正準系,可観測正準系
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:前回の講義内容を確認しておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第13回 内容
線形システムの実現
状態方程式と伝達関数、変換方法
安定性
リアプノフの判別法、ロバスト性
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:前回の講義内容を確認しておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第14回 内容
状態方程式と閉ループ特性、極配置による制御
オブザーバと最適制御
(概説のみ)
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:前回の講義内容を確認しておく。
復習:授業内容について,配布された資料および自筆ノートを読み直し,学んだ内容について確認しておく。
授業実施特記
第15回 内容
総合演習問題
授業時間外における学修(予習・復習等) 準備:レポート執筆の準備をする。
復習:授業をふりかえり,到達目標に達しているか自己評価する。不足箇所は,自己学習により補完する。
授業実施特記