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授業科目名
担当教員
システム制御工学演習
牧野 浩二
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TJM307 1 (未登録) 3 前期 III
[概要]
自動制御理論はロボットなどの自動機械を,ある目的にそって動作させるための理論である。その自動制御の中で基礎となるのがフィードバック制御である。ここでは,システム制御工学の講義の進行に合わせてコンピュータによるシミュレーションなどの演習を行い,フィードバックシステムについての理解を深めることを目的とする。コンピュータを用いたシミュレーションには主としてMATLABを用いる。MATLABは高度な数値計算,視覚化,そしてプログラミングが扱える科学技術計算のためのツールである。MATLABを利用することで容易に制御システムの特性評価やシミュレーションが行えるので,さまざまな観点から制御システムの挙動を知り,制御システムについての理解を深めることが可能である。
[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,積分,一次遅れ及び一次進み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]
システム制御工学を受講していることが望ましい。
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1小テスト/レポート 100  %演習・レポートの評価 
[教科書]
(未登録)
[参考書]
(未登録)
[講義項目]
第1回〜第8回は古典制御理論,第9回〜第14回は現代制御理論入門)
第1回.制御系のモデル(微分方程式によるシステムの表現,ラプラス変換,伝達関数)の計算機による表現法
第2回.制御系の時間応答特性(比例要素,微分要素,積分要素,1次系,2次系,むだ時間系)を調べる計算機シミュレーション
第3回.周波数応答特性(ボード線図,ナイキスト線図,比例要素,微分要素,積分要素,1次遅れ,1次進み,2次系,むだ時間要素)を調べる計算機シミュレーション
第4回.フィードバック系の安定性(開ループ伝達関数,閉ループ伝達関数,2次系の解と極配置,ラウス・フルビッツの安定判別)を調べる計算機シミュレーション
第5回.フィードバック制御系の特性評価(過渡特性,定常特性)を行う計算機シミュレーション
第6回.フィードバック制御系の特性評価(過渡特性と周波数特性)を行う計算機シミュレーション
第7回.計算機シミュレーションによるフィードバック制御器の設計
第8回.計算機シミュレーションによるPID制御
第10回.計算機上で行う離散時間システムの解析
第11回.計算機を用いた可制御性と可観測性の解析
第12回.計算機を用いたシステムの安定性判別
第13回.計算機を用いた状態フィードバックと極配置の解析
第14回.計算機上におけるオブザーバの構築
第15回.制御系の設計演習(これまでのまとめ)
[教育方法]
本演習は「システム制御工学」と常に並行して進行する。
MATLABによるシミュレーションなどの演習を行う。
[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)