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授業科目名
担当教員
システム制御工学
古屋 信幸
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TJM306 2 (未登録) 3 前期 I
[概要]
我々が日常使用している器具類にはここで学ぶ制御工学の理論が使われているものが数多くある。エアコンによる部屋の温度調節などは制御工学の1例である。制御工学とは,様々な機器を所望の状態にするための技術である。このために,出力の状態を観測して機器への指令値を決定するフィードバックが用いられる。制御理論には1入力1出力系である古典的制御理論と状態方程式を用いる多入力多出力系の現代制御理論があるが,本講義では,はじめに古典的制御理論について学習し,時間応答,及び周波数応答に基づく制御系の設計法を習得する。さらに,古典制御理論から現代制御理論への橋渡しとして,状態空間表現によるシステムの解析・設計法について簡単に触れる。
本講義はシステム制御工学演習と一連のものである。
[具体的な達成目標]
1.制御の基本的なしくみについて説明できる。
2.ブロック線図の簡単化,変形ができる。
3.微分要素,積分要素,一次及び二次遅れ系の伝達関数を求めることができる。
4.周波数応答法について説明できる。
5.ボード線図,ナイキスト線図のしくみを説明できる6.定常誤差について説明できる。
7.システムの安定性(位相余裕,ゲイン余裕)について説明できる。
8.周波数応答法による制御系の設計がボード線図を用いてできる。
9.周波数応答法での位相補償の原理について説明できる。
10.PID制御の基本について説明できる。
11.システムを状態空間表現で表し,そこからブロック図と伝達関数を求められる。
12.状態方程式の解を求めることができる.
13.与えられたシステムの可制御性,可観測性,安定性を判別できる.
 
[必要知識・準備]
微分方程式(ラプラス変換)、解析学、線形代数(行列、ベクトル)
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1試験:期末期 40  %授業内容の理解 
2試験:中間期 40  %授業内容の理解 
3小テスト/レポート 10  %必要に応じて実施する小テストの評価 
4受講態度 10  %授業中の態度と出席状況 
[教科書]
  1. 日本機械学会編, 制御工学, 丸善, ISBN:978-4-88898-106-4
[参考書]
  1. 樋口龍雄, 自動制御理論, 森北出版株式会社, ISBN:978-4-627-72640-6
  2. 浜田望・松本直樹・高橋徹, 現代制御理論入門, コロナ社, ISBN:978-4-339-03161-4
[講義項目]
第1回 自動制御概要 
第2回 基本的な制御系の時間応答特性
第3回 基本的な制御系の周波数応答特性 
第4回 フィードバック系の安定性
第5回 フィードバック制御系の特性評価(1) 
第6回 フィードバック制御系の特性評価(2)
第7回 フィードバック制御器の設計
第8回 1入力1出力系のPID制御 中間評価(総括とまとめ)
第9回 動的システムのモデル
第10回  離散時間システムの解析 
第11回 可観測性と可制御性
第12回 システムの構造的性質
第13回 状態フィードバックと極配置
第14回 オブザーバ
第15回 状態方程式と安定性 評価(総括とまとめ)
[教育方法]
授業内容を理解する目的で必要に応じて小テストを実施する。
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
(未登録)
[その他]
(未登録)