開講学期 Course Start	2015年度 前期
授業区分 Regular or Intensive	週間授業
対象学科 Department	生産システム
対象学年 Year	1
必修・選択 Mandatory or Elective	選択
授業方法 Lecture or Seminar	講義
授業科目名 Course Title	システム制御工学特論 機械工学
単位数 Number of Credits	2
担当教員 Lecturer	花島直彦
教員室番号 Office	B-312
連絡先(Tel) Telephone	メールあるいは来室のこと
連絡先(E-mail) E-mail	hanaアットマークmmm.muroran-it.ac.jp アットマークは ＠ に読み替えること
オフィスアワー Office Hour	木曜日 　9,10時限
授業のねらい Learning Objectives	この講義では「現代制御理論」について学ぶ. 学部の『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. This lecture deals with the modern control theory. The modern control theory describe a system as a state equation, not like classical control theory, in order to analyze system properties and design controllers. The aim of this lecture is that the students understand the basic theory of the modern control theory and apply it for controller design.
到達度目標 Outcomes Measured By:	1. 状態空間法を理解し,状態方程式をたてることができる. 2. 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. 3. 状態方程式よりシステムの安定性を判定できる. 4. 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. 5. 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. 6. 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. 7. 状態観測器を理解し,その設計ができる. 8. サーボ系の構成を理解し,原理の説明ができる. 9.最適制御の概念を理解し,評価関数の意味を説明ができる. *1 To understand a state space method and establish a state equation *2 To calculate a time response of a system by solving a state equation *3 To judge stability of a given system from a state equation *4 To understand controllability and observability, and investigate them from a state equation. *5 To understand a canonical form, and transform a state equation to some canonical forms. *6 To understand state feedback, and design a regulator. *7 To understand a state observer, and design it. *8 To understand a structure of a sevo mechanism, and explain its principal. *9 To understand a concept of optimal control, and explain the meaning of objective function.
授業計画 Course Schedule	総授業時間数(実時間):24時間 第1回 序論 制御とは 第2回 システムの記述 （状態方程式とその求め方） 第3回 行列論 （行列式,線形写像) 第4回 システムの応答 （時間応答，状態方程式の解) 第5回 安定性 （固有値(3章),モード,安定性） 第6回 安定性 （リアプノフの安定性） 第7回 可制御可観測 （階数,可制御性,可観測性） 第8回 中間まとめ 第9回 可制御可観測 （双対性,座標変換,正準系） 第10回 伝達関数 （状態方程式と伝達関数の関係） 第11回 レギュレータ （状態フィードバック制御と極配置） 第12回 オブザーバ （状態観測器と併合系） 第13回 最適制御 （2次形式(3章),最適レギュレータ） 第14回 サーボ系　（制御系の型） 第15回 講義のまとめ No.1 Introduction No.2 System description No.3 Matrix and vector No.4 Time response of a system No.5 Stability I No.6 Stability II No.7 Controllability and observability I No.8 Interim summary No.9 Controllability and observability II No.10 Transfer function No.11 Regulator and state feedback No.12 Observer No.13 Optimal control No.14 Servo mechanism No.15 Summary
教科書 Required Text	大住 晃「線形システム制御理論」森北出版
参考書 Required Materials	森 泰親「制御工学」コロナ社(大学講義シリーズ) # 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
教科書・参考書に関する備考	Scilab(フリーの数値計算ソフト) Octave(フリーの数値計算ソフト) Matlab(商用の数値計算ソフト)
成績評価方法 Grading Guidelines	試験１００％で判定する．ただし，レポートや小テストなどを実施した場合は，これらを３０％，試験を７０％の割合で評価する．１００点満点で６０点以上を合格とする． 試験を受験し，授業への出席回数が80%以上の者を成績評価対象者とする．不合格となった者は再履修すること． 学会発表などは公欠と見なすので申し出ること． 各到達度目標の評価方法は、次のように行う。 目標1-7.小テスト、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8-9.小テスト、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。 The score of each student is evaluated by examination (100%). If reports or short tests are provided, the score is evaluated by examination (70%) and reports or short tests (30%). A grade of more than 60 is accepted for a credit.
履修上の注意 Please Note	制御工学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. It is desired that the students have took the class related classical control theory, linear algebra, and complex analysis.
教員メッセージ Message from Lecturer
学習・教育目標との対応 Learning and Educational Policy	専攻の学習・教育目標の，２-a：機械システムに関するさまざまな問題に対する解決能力，２-b：機械システムを考案・設計・製作および評価する能力，に対応している．
関連科目 Associated Courses
備考 Remarks