授業科目名	システム制御工学II
時間割番号	TEE316
担当教員名	大木　真
開講学期・曜日・時限	後期・火・II	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
システム制御工学IIでは，状態空間表現に基づく現代制御理論を学ぶ．状態空間表現によるシステムの解析・設計法は，現代の制御工学において重要な役割を果たしているだけでなく，信号処理や通信理論など隣接分野においても不可欠の考え方である．また，コンピュータ技術の発展に伴って，身近な民生用機器にも現代制御理論を用いた製品が実用化されている．制御機器のディジタル化が進行したことを考慮して，本講義では連続時間システムと離散時間システムを平行して学び，そのどちらに対しても基本的な知識を身につけることを目的とする．なお，本講義は「信号とシステム」「システム制御工学I」と密接な関係がある．
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部(～2023年度入学生)>電気電子工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   EE-A 専門 6.信号とシステム 自動制御の考え方、自動制御に必要な基礎数学、伝達関数に基づく古典制御理論について説明できる（制御） ○
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 EE 1 システムを状態空間表現で表すことができる EE-A 2 状態空間表現からブロック図を描くことができる EE-A 3 状態空間表現の解を求めることができる EE-A 4 状態空間表現から伝達関数を求めることができる EE-A 5 伝達関数から状態空間表現を求めることができる － 6 与えられたシステムの可制御性を判別できる － 7 与えられたシステムの可観測性を判別できる － 8 与えられたシステムの安定性を判別できる － 9 与えられたシステムに対して状態フィードバック系を設計することができる － 10 与えられたシステムに対してオブザーバを設計することができる －
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 10% 試験で評価する 2 10% 試験で評価する 3 10% 試験で評価する 4 10% 試験で評価する 5 10% 試験で評価する 6 10% 試験で評価する 7 10% 試験で評価する 8 10% 試験で評価する 9 10% 試験で評価する 10 10% 試験で評価する 合計 100%
＜授業の方法＞
スライドを使用した講義を行う．講義中には，黒板を使用して多数の練習問題を解く．
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
(未登録)
＜テキスト＞
(未登録)
＜参考書＞
浜田望・松本直樹・高橋徹, 現代制御理論入門, コロナ社, ISBN:4339031615, (出版年月は古いが，電気電子系向けに書かれた教科書) 佐藤和也・下本陽一・熊澤典良, はじめての現代制御理論 改訂第2版, 講談社, ISBN:9784065301210, (最近の学部向けの教科書の一例)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 古典制御理論と現代制御理論 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 制御とは，制御システムの構造，制御システムの種類，古典制御と現代制御による制御システム設計の違い 2 タイトル 数学的基礎（行列とベクトル） 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 行列とベクトルの演算，階数，行列式，逆行列，内積とノルム，固有値と固有ベクトル，相似変換，ケーリー・ハミルトンの定理，2次形式，特異値分解 3 タイトル 数学的基礎（ラプラス変換とz変換） 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 ラプラス変換と逆変換，z変換と逆変換，サンプリング定理 4 タイトル 動的システムのモデル 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 状態空間モデル，現象モデルからの数式モデルへの構築，入出力データからの数式モデルの構築，モデリングの標準的な過程，ブロック線図 5 タイトル 連続時間システムの解析 事前学習 事後学習 連続時間システムの状態方程式の解，行列指数関数とレゾルベント，モードと固有周波数，インパルス応答，ステップ応答，伝達関数 授業内容 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 6 タイトル 離散時間システムの解析 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 ディジタル制御系，離散時間システムのモデル，状態差分方程式の解法，レゾルベントとモード，インパルス応答，ステップ応答，伝達関数 7 タイトル 可制御性 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 可制御性の定義，連続時間システムの可制御性，離散時間システムの可制御性，可制御標準形 8 タイトル 可観測性 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 可観測性の定義，連続時間システムの可観測性，離散時間システムの可観測性，可観測標準形，双対システム 9 タイトル 安定性 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 漸近安定，BIBO安定，安定性と可制御性・可観測性との関係，伝達関数に基づく安定判別法，リャプノフ関数による安定判別法 10 タイトル 状態フィードバックと極配置 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 状態フィードバック，極配置問題，状態フィードバックベクトルの求め方，極配置と過渡応答特性，有限整定 11 タイトル オブザーバ 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 オブザーバ，オブザーバの設計法，オブザーバ併合システムの動作，有限整定オブザーバ 12 タイトル 最適レギュレータ 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 応答性と操作エネルギーのトレードオフ，レギュレータ問題，連続時間最適レギュレータ，離散時間最適レギュレータ，最適レギュレータと極配置問題 13 タイトル サーボシステムの設計 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 サーボシステム，内部モデル原理，連続時間積分型最適レギュレータ，離散時間積分型最適レギュレータ 14 タイトル 制御理論の新たな展開 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 制御システムのロバスト性，H∞ノルム，ロバスト安定化問題，H∞標準問題 15 タイトル 演習と講義のまとめ 事前学習 事後学習 講義スライドをダウンロードし，予め目を通しておく 授業内容 講義全体にわたる演習問題と講義のまとめ 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜前年度授業に対する改善要望等への対応＞
・今年度は教科書を指定しない．必要に応じて，参考書を参照すること．
＜備考＞
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