| 科目名 |
コンピュータ制御 |
| 担当教員 |
岡 宏一 |
| 対象学年 |
2年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ａ１１３ |
開講学期 |
２学期 |
| 曜日・時限 |
火２,金２ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
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| 備考 |
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| 授業の詳細1 |
授業の目的
コンピュータで機械を制御するための基礎知識とモデル化とシミュレーションを学ぶ．
コンピュータで外部機器を制御するための必要な知識として，デジタル信号の基礎を学ぶ．
また制御対象をモデル化することを学ぶことによって，Matlab などのソフトを利用することにより
効率的にフィードバックゲインを求めたり，数値シミュレーションを行えることを学習する．
授業の進め方
授業は大きく前半部と後半部に分かれる．
前半ではコンピュータで処理する信号の基礎知識として，２進数，ブール代数，論理回路，
フリップフロップなどについて学ぶ．これらは講義形式で各授業の最後に演習を行うことに進める．
前半部のまとめとして中間試験を行う．
後半は，コンピュータで対象物を制御するためのモデル化について学ぶ．
制御対象システムについて伝達関数と状態空間法を用いたモデルを作ることを学習し，
そのモデルをＭａｔｌａｂを用いて数値シミュレーションを行う．
後半は講義形式とコンピュータを用いた演習形式により授業を進める．
コンピュータを用いた演習はＣワークステーション室で行う予定である．
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| 授業の詳細2 |
達成目標
１．２進数および１６進数を理解し，ブール代数演算ができる．
２．各種のフリップフロップの動作原理が理解できる．
３．バネマス系のシステムを伝達関数を用いてモデル化でき，Matlab で表現できる．
４．複雑なバネマス系のシステムを状態空間法を用いてモデル化でき，Matlab で表現できる．
５．Matlab を用いて表現したモデルに関し，最適ゲインを求め，数値シミュレーションができる．
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| 授業の詳細3 |
授業計画
１-３．２進数と論理演算，ブール代数
２進数および１６進数の基礎を学習し，１０進数との変換などを行えるようにする．
また AND回路，OR回路 などの論理演算について学ぶ．
４?６．フリップフロップ
論理回路にフィードバックを施すことによって信号を記憶することができることを学ぶ．
またその進んだ形として，各種のフリップフロップの動作を理解する．
７．コンピュータの入出力信号
コンピュータの入出力信号の処理についてAND, OR を用いた bit 処理について学ぶ．
８．中間試験
９?１０．バネマス系の伝達関数表現によるモデル化
バネマス系の運動方程式から伝達関数によるシステムのモデル化を学び，Matlab に入力する方法を学ぶ．
１１?１２．バネマス系の状態方程式によるモデル化
多入力，多出力のバネマス系を状態方程式を用いたモデル化について学び，そのモデルをMatlabに入力する方法を学ぶ．
１３．最適フィードバックゲイン
最適フィードバックゲインとは何かについて学習し，状態方程式を用いたモデルを用いて，
最適ゲインをMatlab によって求める方法を学ぶ．
１４．Simulink 上でモデルを用いた数値シミュレーション
伝達関数を用いたモデル，状態空間を用いたモデルを用いて，Simulink を用いてシミュレーションする方法を学ぶ．
１５．Simulink を用いて，微分方程式から直接シミュレーションを行う
バネマス系の微分方程式から，Simulink 上で直接モデルを作ることができることを学ぶ．
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| 授業の詳細4 |
成績評価
演習および宿題の提出が７割以上の学生に対し，試験およびレポートについて以下の基準で成績を評価する．
◆AA：達成目標1?5が完璧に理解できている．
◆Ａ：達成目標1?5が理解できている．
◆Ｂ：達成目標1?4が理解できており，5の簡単なシミュレーションができる．
◆Ｃ：達成目標1,3,4が理解できており，5の簡単なシミュレーションができる．
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◇テキスト
特に指定しない
◇参考書
『MATLAB/Simulinkによるわかりやすい制御工学』川田 昌克, 西岡 勝博, 井上 和夫 著，（森北出版, 2001）ISBN 462791721X
『MATLABによる制御理論の基礎』野波 健蔵， 西村 秀和 共著，（東京電機大学出版，1998）ISBN 9784501319304
◇事前の履修が望ましい科目：「機械の運動」「機械数学」 |
| 授業の詳細5 |
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| 授業の詳細6 |
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| 授業の詳細7 |
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| 授業の詳細8 |
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| 授業の詳細9 |
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| 授業の詳細10 |
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