開講年度 2007
教育課程名 主専門教育課程 学科別科目
授業科目番号 34
授業科目名 システム制御工学(System Control Engineering)
開講曜日と時限 金曜日 7,8時限
教室番号 N302
開講学期 後期
単位数 2
対象学科・学年 電気電子工学科3年
必修・選択の別 選択
授業方法 講義
担当教員 川口秀樹(KAWAGUCHI,Hideki)(電気電子工学科・通信・先進計測講座)
教員室番号 F207
連絡先(Tel) 0143-46-5510
連絡先(E-Mail) kawa@mmm.muroran-it.ac.jp
オフィスアワー 水曜日 16時〜18時
授業のねらい 対象とする系を、入力と出力の関係・伝達関数でモデル化し、制御する方式を体系化したものが古典制御理論であるとすると、入出力変数に加え、系の内部変数・状態変数をベースにモデル化し制御方法を論じる学問体系を現代制御理論という。 本授業では,現代制御理論に基づく系の記述方法、安定性や解のふるまい、さらに、安定化法について、例題を通して修得する。
到達度目標 1.行列の対角化に関する基本的な公式を理解し,問題を解くことができる。(計算力,30%)
2.状態方程式による系の記述方法,安定性,可制御性・可観測性の概念や考え方を正確に述べることができる。(知識力,30%)
3.現代制御理論と古典制御理論との対応を理解し,状態方程式と伝達関数の対応などの論証を適切に展開できる。(論理力、30%)
4.システムの安定化の概念を理解し,基本的な考え方を説明することができる。(理解力,10%)
授業計画 1週目 シラバスの説明、現代制御理論の概要
2週目 線形代数学の復習(固有値・固有ベクトル)
3週目 線形代数学の復習(行列の対角化)
4週目 状態変数と状態方程式(状態方程式による系の記述) pp.113-121(教科書)
5週目 状態変数と状態方程式(状態方程式と伝達関数)   〃
6週目 状態変数と状態方程式(状態変数線図)   〃
7週目 状態変数と状態方程式(状態方程式の解) pp.121-125
8週目 安定性の理論(モード展開,自由系の安定性) pp.125-130
9週目 中間試験
10週目 可制御性と可観測性(状態変数の座標変換) pp.136-139
11週目 可制御性と可観測性(対角正準形式) pp.139-145
12週目 可制御性と可観測性(極−ゼロ点消去) pp.145-150
13週目 安定化の理論(レギュレータ) pp.161-174
14週目 安定化の理論(オブザーバ) pp.177-183
15週目 安定化の理論(レギュレータ・オブザーバ併合系) pp.183-188
定期試験
教科書及び教材 中野、美多 著「制御基礎理論[古典から現代まで]」昭晃堂 定価(2,600 円+税)
参考書 小郷、美多 著「システム制御理論入門」実教出版社 定価(2,200 円+税)(図書館に所蔵あり)
成績評価方法 100点満点で中間試験40点、定期試験60点の割合で評価する。
各到達度目標の評価方法は,次のように行う.
目標1.中間試験,定期試験において計算問題を出題し,達成度を評価する.
目標2.中間試験,定期試験において論述問題を出題し,達成度を評価する.
目標3.中間試験,定期試験において論証問題を出題し,達成度を評価する.
目標4.中間試験,定期試験において論述問題を出題し,達成度を評価する.
履修上の注意 1)オフイスアワーのみならず,空き時間なども随時質問は受け付ける。
2)授業の変更や緊急時の連絡は授業中または掲示板で通知をする。
3)再試験は行わない。
4)不合格者は再履修すること。
教員からのメッセージ 本科目は、暗記的な要素はほとんどなく、体系的な理解を要し、すべて前の授業からの積み重ねである。 授業に出席し積極的に不明なところを質問するなど、その都度その都度、授業内容を理解しておくこと。
学習・教育目標との対応 この授業の単位修得は、JABEE基準1(1)の (c):数学,自然科学および情報技術に関する知識とそれらを応用できる能力,(d):該当する分野の専門技術に関する知識とそれらを問題解決に応用できる能力の 分野別要件 (a) プログラムの目標実現に必要な基礎となる数理法則と物理原理に関する理論的知識(専門に関する基礎学力)、に対応している。
学科の学習・教育目標の、(B-1)電気電子工学分野に関連する基礎的な事項について説明することができ、定量的に計算することができる 、に対応している。
関連科目 この科目の履修にあたっては、3学年前期開講の制御工学の単位を取得しておくことが望ましい。
その他 特になし。