2021年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
科目名 | 制御理論 | ||
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設置学科 | 物理学科 | 学年 | 3年 |
担当者 | 柴田 利明 | 履修期 | 後期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜1 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M51M |
クラス | |||
履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
その他 | 実務経験のある教員による授業科目 |
概要
学修到達目標 | 生活の中で、制御理論は、部屋の温度のフィードバック制御から車両の自動運転まで、多くの場合に取り入れられている。その基礎は、物理学で扱う物体の運動方程式や電荷・電流の時間変化の方程式などである。制御理論は、物理学と工学の接点である、ということができる。実生活において機能を果たす装置を自分で設計して社会に実装する場合に、制御理論が役立つ。数学的な解法について、手法が蓄積されている。制御理論の考え方を理解し、その手法の基礎を習得することを到達目標とする。 制御理論の基礎になる物理は、高校の物理教科書に記述されています。 大学生の立場から、常に高校の物理教科書を読んで、批判的にその内容を検討することが重要です。大学生の立場から、ここは微分方程式を用いると簡潔に説明できる、というような指摘をすることができる。制御の観点から、高校の物理教科書の力学、電磁気学などを検討することが、目標の1つである。 |
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授業形態及び 授業方法 |
授業の実施に仕方は状況によって変わる可能性がある。最初の授業では、CSTポータルIIのこの科目の「講義」の「共通教材」のところを見てください。 この授業では練習問題を多く扱う。高校の物理教科書を入手しておいてください。 2単位の科目なので、授業時間を含めて全体で90時間になるように、計画を立てて、スケジュールを作って学修してください。 国の研究機関における研究者として、大規模実験や国際共同研究などの知識と経験をもとに、制御理論について講義します。 |
履修条件 | 力学、電磁気学、物理数学の基礎 |
授業計画
第1回 | 制御理論の考え方I [事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
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第2回 | 制御理論の考え方 II [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第3回 | 制御理論とその数学的な性質: 代数方程式と微分方程式、積分方程式 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第4回 | 制御理論とその数学的な性質: 斉次方程式と非斉次方程式 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第5回 | 制御理論とその数学的な性質: 多変数関数、常微分、偏微分 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第6回 | 制御理論とその数学的な性質: フーリエ級数とフーリエ変換、逆フーリエ変換 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第7回 | 制御理論とその数学的な性質: ラプラス変換、逆ラプラス変換 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第8回 | 制御理論における伝達関数(transfer function) I [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第9回 | 制御理論における伝達関数 II [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第10回 | 制御理論における伝達関数 III [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第11回 | 制御理論における周波数伝達関数(frequency transfer function)I [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第12回 | 制御理論における周波数伝達関数 II [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第13回 | 制御理論の最近の発展 I [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第14回 | 制御理論の最近の発展 II [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
第15回 | 全体のまとめ [事前・事後学習]授業全体を復習して理解し、人に説明できるようになる。(240分) |
その他
教科書 |
指定しない。
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参考書 |
授業中に紹介する。
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成績評価の方法 及び基準 |
成績評価は、レポート(50%)、および演習レポート(50%)による。 レポートは毎週提出。演習レポートは2回。 成績評価方法の割合は状況によって変更する可能性がある。 |
質問への対応 | CST ポータルII によって質問できます。 |
研究室又は 連絡先 |
7号館742B号室 |
オフィスアワー | |
学生への メッセージ |
高校の物理教科書を入手しておいてください。入手法は、CSTポータルIIのこの科目の教材のところに掲示してあります。 クラスを2つに分けて授業を行う形態の場合には、授業内容の進行が2つのグループ間で時間的に異なる場合がありうる。レポートの提出期限なども2つのグループ間で異なる場合がありうるので、注意してください。 |