システム工学特論Ⅱ (G32A)

日本大学理工学部

2024年大学院理工学研究科シラバス - 精密機械工学専攻

設置情報

科目名	システム工学特論Ⅱ
設置学科	精密機械工学専攻	学年	1年
担当者	吉田　洋明	履修期	後期
単位	2	曜日時限	水曜2
校舎	船橋	時間割CD	G32A
クラス

概要

学修到達目標	システムの概念と最適化の考え方を説明できる．動力学システムのモデル化を行うことができる．変分法の概念を理解して最適化を行うことができる．
授業形態及び授業方法	対面授業
準備学習（予習・復習等）の内容・受講のための予備知識	システム工学，システム工学特論Ⅰを履修していることを前提とする．

授業計画

第1回	ガイダンスシステム思考システム工学の方法	【事前学習】シラバスに目を通し，キーワードを拾い出して関連する内容を調べておく．【事後学習】システムの考え方を復習し理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第2回	動力学モデル1 　状態方程式1 　　動的システムの表現	【事前学習】状態方程式について調べておく．【事後学習】講義で取り上げたシステムのモデル化を復習し，様々なシステムのモデル化を行い理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第3回	動力学モデル2 　状態方程式2 　　モード領域の解	【事前学習】線形定形数システムの特性を調べておく．【事後学習】線形定形数システムの特性を復習し，理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第4回	動力学モデル3 　状態方程式3 　　1自由時系，2自由度系	【事前学習】1自由度系と2自由度系の取り扱いついて調べておく．【事後学習】2自由度系の状態の挙動について復習し，理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第5回	動力学モデル4 　動力学モデルの定性的挙動	【事前学習】動力学モデルの平衡状態ついて調べておく．【事後学習】動力学モデルの平衡状態について復習し，理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第6回	動力学モデル5 　位相空間解析　安定性	【事前学習】動力学モデルの位相空間と安定性について調べておく．【事後学習】動力学モデルの位相空間と安定性について復習し，理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第7回	動力学モデル6 　Lyapunovの安定性定理　カオス1	【事前学習】Lyapunovの安定性理論とカオスについて調べておく．【事後学習】Lyapunovの安定性理論とカオスについて復習し，理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第8回	動力学モデル7 　カオス2 　相関，法則，因果	【事前学習】ストレンジアトラクタ，分岐，バタフライ効果について予習しておく．【事後学習】カオスおよび相関，法則，因果についての理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第9回	近似的取扱1 　惑星の運動	【事前学習】近似的取扱について調べてまとめておく．【事後学習】講義で採り上げた例を復習し，理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第10回	近似的取扱2 　飛行機の動揺変分法1	【事前学習】変分法について調べて予習しておく．【事後学習】多変分法についての理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第11回	変分法2 　Eulerの方程式	【事前学習】Eulerの方程式について予習しておく．【事後学習】Eulerの方程式について復習し理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第12回	変分法3 　色々な関数形　変分問題の例	【事前学習】変分法の色々な関数形について予習しておく．【事後学習】確変分問題の例を復習し理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第13回	変分法4 　付帯条件付き変分問題	【事前学習】付帯条件付き変分問題について予習しておく．【事後学習】付帯条件付き変分問題について復習し理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第14回	確率過程最適化法	【事前学習】確率過程最適化法について調べておく．【事後学習】確率過程最適化法についての理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間
第15回	論文調査プレゼンテーション	【事前学習】興味を持った最適化手法の考え方と特徴をまとめ，発表用スライドを作成しておく．【事後学習】質疑やコメントのあった内容について調べて理解を深めておく．	【事前学習】2時間【事後学習】2時間

その他

教科書	使用しない．
参考資料コメント及び資料（技術論文等）	大橋弘忠，古田一雄『システム理論Ⅰ　[ISBN978-4-621-08944-6]』東京大学工学教程　システム工学丸善出版 2015年日本建築学会『建築・都市・環境デザインのためのモデリングと最適化技術　[ISBN978-4-8189-2758-2]』丸善出版 2015年日本計算工学会『ソフトコンピューティング工学的基礎および建築、ロボット、航空宇宙、交通への応用　[ISBN978-4-621-30612-3]』丸善出版 2021年・『システム理論Ⅰ』はシステムの考え方の概要がまとめられた本です．「動力学モデル」についてはこの本を参考にしています．・『建築・都市・環境デザインのためのモデリングと最適化技術』は講義で解説する「確率過程最適化法」の説明のほかに様々な最適化手法が具体例と共に解説されています．・『ソフトコンピューティング』は「確率過程最適化法」の他に様々な最適化手法が解説されており，出版社のホームページからソースコードをダウンロードすることができます．
成績評価の方法及び基準	レポートおよびプレゼンテーションによって評価する．
質問への対応	随時研究室にて．
研究室又は連絡先	7号館2階724室　E-mail : yoshida.hiroaki@nihon-u.ac.jp
オフィスアワー	月曜船橋 12:10 ～ 13:20 7号館2階724室水曜船橋 12:10 ～ 13:20 7号館2階724室
学生へのメッセージ	実際のシステムを扱うためにはシステム工学の考え方が必要です．様々な動力学モデルについて学び，システムを取り扱うための知識を身に付けてください．現実のシステムは一般に非線形であり，特性を解析することが困難です．非線形システムを近似的に扱う方法を学んで下さい．また，より良いシステムを設計するためには最適化の考え方が必須です．最適化の考え方を身に付けて下さい．

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