2019年 大学院理工学研究科 シラバス - 機械工学専攻
設置情報
| 科目名 | 制御工学特論 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 堀内 伸一郎 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F12A |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | (1) 状態空間法によるシステムの記述について理解する (2) 線形システムの基本的な性質（システムの相似，可制御・可観測，状態方程式の解）について理解する (3) フィードバック制御系の基本的な性質（ロバスト性）について理解する (4) 状態空間法に基づく制御系設計手法（極配置法，固有構造配置法，LQ制御，モデルフォロイング制御）について理解する |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
web上に掲載した講義プリントに基づいて，板書を中心とした講義を行う．毎回自宅学習用の演習問題を出題する． |
|
準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
次の条件を満たしていることが望ましい． (1) 伝達関数，周波数応答などの古典制御理論の基礎を理解している (2) 線形代数の基礎を理解している (3) コンピュータによる数値計算の基礎を理解し，実際にプログラムが組める |
授業計画
| 第1回 | 授業の概要説明 講義ねらい，学習目標，受講のための予備知識，受講上の注意，講義内容の概要などについて説明する． 【事前学習】web上に掲載したシラバスを読み，授業の流れを把握しておく（60分） 【事後学習】図書館で現代制御の教科書を何冊か選び，それらの目次を比較することにより，内容を把握する（60分） |
|---|---|
| 第2回 | システムの状態変数表示 状態変数に基づく線形システムの記述について述べる 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第3回 | 状態変数表示と伝達関数表示の関係 システムの実現問題といくつかの状態変数表現について述べる 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第4回 | 状態変数表示と相似変換 相似変換について述べ，いくつかの変換マトリクスの求め方について述べる 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第5回 | 可制御性と可観測性 線形システムの重要な概念である可制御・可観測について述べる 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第6回 | 状態方程式の解と状態遷移行列 状態方程式の解析解と状態遷移行列の計算について述べる 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第7回 | フィードバック系のロバスト性 フィードフォワード系との比較からフィードバック制御系のロバスト性について述べる 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第8回 | 状態フィードバックと極配置 極配置法に基づく制御系の設計法を説明する 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第9回 | 固有構造配置法I 固有構造配置法について，その数学的な基礎を述べる 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第10回 | 固有構造配置法II 固有構造配置法に基づくいくつかの制御系設計について述べる 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第11回 | 出力フィードバック最適レギュレータ 最適制御理論の簡単な例として出力フィードバックLQ制御について述べる 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第12回 | 状態フィードバック最適レギュレータ 状態フィードバックによるLQ制御について述べる 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第13回 | モデル追従制御 LQ制御を応用したモデル追従制御について述べる 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第14回 | 状態オブザーバ 出力からシステムの状態を推定するオブザーバの基礎的な理論を説明する． 【事前学習】web上に掲載したプリントを読んで，わからないところを質問できるようにまとめておく（120分） 【事後学習】web上に掲載したプリントの演習問題を解く（120分） |
| 第15回 | まとめ 全体のまとめを行う 【事前学習】今までに学習した内容をまとめておく（180分） 【事後学習】今までにweb上に掲載したプリントの演習問題の解を確認する（180分） |
その他
| 教科書 |
特に指定しない
|
|---|---|
| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
Chen, C. T., Linear System Theory and Design, Oxford University Press, 2013, 4 edition
D’azzo, J. J. and Houpis, C. H., Linear Control System Analysis and Design, McGraw-Hill, 1995, 4 edition
その他，必要に応じて授業中に指示する．
|
| 成績評価の方法 及び基準 |
課題の提出状況を100点満点で評価し，60点以上を合格とする． |
| 質問への対応 | 在室時に随時受け付ける．メールによる質問も受け付ける． |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：駿河台タワー・スコラ17階 S1712室 horiuchi@mech.cst.nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 346A室
|
| 学生への メッセージ |
現代制御理論の基礎的な内容を説明する．授業では必要な数学的事項について基礎的な部分を復習しながら進め，専門外の人にも理解できるように説明する． |