| 開講学期／Course Start | 2021年度／Academic Year 前期／First |
|---|---|
| 開講曜限／Class period | 木/Thu 1,木/Thu 2 |
| 授業区分／Regular or Intensive | 週間授業 |
| 対象学科／Department | 創造工学科機械ロボット工学コース |
| 対象学年／Year | 3年,4年 |
| 授業科目区分／Category | 教育課程 創造工学科 |
| 必修・選択／Mandatory or Elective | 必修 |
| 授業方法／Lecture or Seminar | 講義科目 |
| 授業科目名／Course Title | システム制御工学／System Control Engineering |
| 単位数／Number of Credits | 2.0 |
| 担当教員名／Lecturer | 花島直彦 |
| 時間割コード／Registration Code | J3148 |
| 連絡先／Contact | 花島直彦(教員室: B-312，hana@mondo.mech.muroran-it.ac.jp) |
| オフィスアワー／Office hours | 花島直彦(水曜日5,6時限（ただし，会議などで不在の場合あり）．これ以外の時間も在室時は対応可能．) |
| 実務経験／Work experience |
| 更新日／Date of renewal | 2021/03/08 |
|---|---|
| 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。 |
| 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。 |
| 授業計画 ／Course Schedule |
総授業時間数(実時間):22.5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 各回の授業の最後にレポート提出を課すので，レポートの内容についての復習を通じて自己学習をすること． 新型コロナウイルス感染症の流行状況に伴い、学生への十分な周知のもと、授業計画・授業実施方法は変更する可能性があります。 |
| 教科書 ／Required Text |
入門現代制御理論 白石昌武著 日刊工業新聞社 1995(ISBN:9784526036903) |
| 参考書等 ／Required Materials |
制御工学 森泰親著 コロナ社 2001(ISBN:9784339001433)
演習で学ぶ現代制御理論 森泰親著 森北出版 2014(ISBN:9784627917828) 現代制御工学 : 基礎から応用へ 江上正, 土谷武士共著 産業図書 2020現代制御工学 : 基礎から応用へ 江上正, 土谷武士共著 産業図書 2017(ISBN:9784782855584) 現代制御論 吉川恒夫, 井村順一共著 コロナ社 2014(ISBN:9784339032123) 線形システム 前田肇著 朝倉書店 2012(ISBN:9784254201505) Scilabで学ぶシステム制御の基礎 橋本洋志 [ほか] 共著 オーム社 2007(ISBN:9784274203886) フリーソフトで学ぶ線形制御 : Maxima/Scilab活用法 川谷亮治著 森北出版 2008(ISBN:9784627919419) 「Scilab」で学ぶ現代制御 川谷亮治著 工学社 2017(ISBN:9784777520251) |
| 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（教科書、ノート類持ち込み不可）結果により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。 各到達度目標の評価方法は、次のように行う。 目標1-9.小テスト、中間試験、定期試験において計算問題または論述問題を出題し、達成度を評価する。 新型コロナウイルス感染症の流行状況に伴い、学生への十分な周知のもと、成績評価方法は変更する可能性があります。 |
| 履修上の注意 ／Notices |
(1) 80％以上出席していない者は定期試験の受験資格を失うので注意すること。 (2) 定期試験の不合格者に対しては一定の評価点以上を得た者に再試験を行う。その他は原則として再履修とする。なお、再試験は60％以上の正解で合格とし６０点をあたえる。不合格者は再履修すること。 (3) ２０分以上の遅刻は欠席とみなすので注意すること。 (4) 休講等、授業変更は事前に授業中に通知する。 |
| 学習・教育目標との対応 ／Learning and Educational Policy |
学生便覧「学習目標と授業科目との関係表」参照 |
| 関連科目 ／Related course |
創造工学科共通科目専門基礎科目および２年後期の制御工学 |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考 ／Notes |
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| 該当するデータはありません | ||||
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Active learning 1-1 ／主体的学修（反転授業，小テスト，振り返り 等） |
小テストを実施する |
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Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
50%超 |
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Active learning 2-1 ／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等） |
該当なし |
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Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
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Active learning 3-1 ／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等） |
該当なし |
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Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |