| 科目名 |
制御工学１（システム） |
| 担当教員 |
王 碩玉 |
| 対象学年 |
3年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ａ１１３ |
開講学期 |
１学期 |
| 曜日・時限 |
火３,金３ |
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 |
キーワード
制御、状態方程式、伝達関数、可制御性、可観測性、安定性概念、漸近安定性の判別法、極配置法
授業目的
制御とは、機械工学の範疇では、機械・装置などを望むとおりの運転状態にすることを意味している。もっと広い意味では、相手をおさえつけて自分の思うように支配することを意味す
る。 人間は何でも自分の思いとおりにしたとか、自分の考えているように動かしたい欲求をもっている。例えば，テレビのチャンネル、冷暖房装置による室温、自動車の運転、エレベータの
昇降、心身の健康、人間の組織、経済システム、環境システムなどなどである。しかし、現実生活においては、すべては思うとおりには制御できないことが常識的にも分かっている。これはシ
ステムの可制御性に掛かっている。制御工学Ⅱでは、線形システムに限ってはいるが、定性的物理概念を大事にしつつ、状態方程式を利用して、定量的に可制御性、可観測性、安定性の判別法
を学習する。また、制御系の構成法として、極配置法について学習する。
授業の進め方
テキストの内容を中心に進めるが、実例や動画やビデオを活用して、計算の物理意味を重点に説明する。毎回の講義では、最初は前回の内容をレビーし、最後は学習した内容の要点を纏める。
達成目標
①自分の言葉で安定性、可制御性、可観測性など基本概念を説明できる。
②制御系の安定性、可制御性、可観測性を判別できる。
③二階微分方程式で表される物理モデルから状態方程式を立てられる。
④ラプラス変換の性質を理解し、使い方ができる。
⑤定数フィードバックを用いて極を自由に配置できる。
⑥行列・行列式の基本計算ができる。
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| 授業の詳細2 |
授業計画
1. 現代制御理論の考え方
制御工学の発展歴史を説明しながら、現代制御の考え方、特徴について実例をもって説明
2. 数学基礎Ⅰ
行列とベクトル，行列の加法と乗法，行列式，逆行列
3. 数学基礎Ⅱ
固有値，固有ベクトル，行列のランク，正定性，行列指数関数
4.～5.状態方程式
状態変数の概念，状態変数の表示，伝達関数と状態変数表示，状態方程式の解法
6.～7.可制御性と可観測性
可制御性の判別法，可観測性の判別法，可制御性と可観測性の双対性
8.演習
1.～7.について演習
9.習熟度確認
範囲： 1.～8.
10.～11.安定性
線形システムの安定性，フルビツの安定判別法，平衡点，安定と漸近安定，リヤプノフの方法，リヤプノフの方法の線形システムへの応用
12.～13.極配置による制御系の設計法
レギュレータの概念，レギュレータの極(固有値)，極配置の必要十分条件，極配置法による制御系の構成法
14.演習
10.～14.について演習
15.習熟度確認
範囲：10.～14. |
| 授業の詳細3 |
参考書
土谷武士、江上正： 新版 現代制御工学、産業図書 |
| 授業の詳細4 |
成績評価
総合で60点以上達成された場合を合格とする。点数配分は次のとおりである。
小テスト30点（［3点/1回］×10回＝30点）
中間試験30点（内訳：基礎問題20点，発展問題10点）
定期試験60点（内訳：基礎問題50点，発展問題10点）
AA：100点以上
A： 80点以上99点以下
B： 70点以上79点以下
C： 60点以上69点以下
F： 59点以下 |
| 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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