科目概要

対象年度 2004
教育課程名 昼間コース 主専門教育課程 学科別科目
授業科目名 システム制御工学
Subject Name SystemControlTheory
単位数 2
必修・選択の別 選択
対象学科・学年 機械システム工学科3年
開講時期 後期
授業方法 講義
担当教官 花島直彦（機械システム工学科設計制御工学講座）
教官室番号 A-209
連絡先（Tel） 5350
連絡先（E-Mail） hana@mondo.mech.muroran-it.ac.jp


シラバス

授業のねらい 　この講義では「現代制御理論」について学ぶ． 
　２年次後期の『制御工学』では伝達関数をベースとする「古典制御理論」を学んだ．「現代制御理論」ではシステムを伝達関数ではなく，状態方程式で記述し，システムの解析，制御器の設計を行う．受講者が「現代制御理論」の基礎を理解するとともに，簡単なシステムにこれを応用できるようになることを目指す． 
授業の目標 ●状態空間法を理解し，状態方程式をたてることができる．
●状態方程式を解くことにより，システムの時間応答を計算できる．
●状態方程式よりシステムの安定性を判定できる．
●可制御性・可観測性を理解し，状態方程式よりシステムの可制御性・可観測性を調べることができる．
●正準系を理解し，状態方程式を対角正準系，可制御正準系，可観測正準系に変換できる．
●状態フィードバックを理解し，レギュレータの設計ができる．
●状態観測器を理解し，その設計ができる．
●サーボ系の構成を理解し，原理の説明ができる．
●最適制御の概念を理解し，評価関数や開放の説明ができる．
授業計画 第１週序論「制御とは」 
第２週状態空間法「状態方程式とその求め方」 
第３週行列論「行列式～線形写像」 
第４週行列論「固有値～ベクトル空間」 
第５週状態空間法「システムの応答（状態方程式の解）」 
第６週状態空間法「ジョルダン標準系とモード」 
第７週状態空間法「安定性」 
第８週可制御性と可観測性「可制御・可観測」 
第９週可制御性と可観測性「標準系」 
第１０週制御系設計論「状態フィードバック 
第１１週制御系設計論「状態観測器」」 
第１２週制御系設計論「サーボ系」 
第１３週制御系設計論「最適レギュレータ」 
第１４週制御系設計論「カルマンフィルタ」 
第１５週講義のまとめ＜応用例＞ 
教科書及び教材 森　泰親「制御工学」コロナ社（大学講義シリーズ）
参考書 森　泰親「演習で学ぶ現代制御理論」森北出版
小郷・美多「システム制御理論入門」実教出版【図書館蔵】 
土谷・江上「現代制御工学」産業図書【図書館蔵】 
土谷・江上「基礎システム制御工学」森北出版 
吉川・井村「現代制御論」昭晃堂【図書館蔵】 
前田「線形システム」朝倉書店
成績評価方法 授業時間内に複数回実施する単元テスト（80%）と，毎回提出してもらう minute paper（20%）で評価する．定期試験，再試験は実施しない．出席が2/3未満の者は欠席扱いとする．
履修条件等 制御工学および制御工学演習（機械システム工学科２年次後期開講）を履修していること．線形代数，複素解析に関する講義を履修していることが望ましい．
教官からのメッセージ ○状況が許せば，週２回形式（１週間に２回講義する．授業期間は８週になる）で実施したい．
○授業中に制御やロボットに関するビデオを数本上映する予定である．
○基本的に板書は黒板を使わずプロジェクタで行う．その内容はホームページで学内公開してある．
○予習：最低限教科書を読んでくること．minute paper に予習時間を書く欄を設けておくので記入すること．
その他 ●前方の席に着席すること．特に教室の後ろ２列への着席はお断り．
●もし遅刻したら最前列に着席すること．授業開始３０分後は入室お断り．
●授業中の出入りは厳禁！人の出入りは他人の迷惑．遅刻や退室は謹むこと．
●質問などの発言は大歓迎．
●発言中の私語は厳禁！言いたいことがあれば手を挙げて．
●携帯電話，PHS，ポケベルの電源は切ること．通話は論外である！
●講義について質問や相談がある者は居室まで来室のこと．
●ホームページに授業情報あり　http://www.mmm.muroran-it.ac.jp/~hana/