| 開講学期／Course Start | 2023年度／Academic Year 前期／First |
|---|---|
| 開講曜限／Class period | 月/Mon 9 , 月/Mon 10 |
| 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／Department of EngineeringCourse of Robotics and Mechanical Engineering |
| 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 |
| 担当教員名／Lecturer | 花島 直彦 (創造工学科機械ロボット工学コース) |
| 時間割コード／Registration Code | J3148 |
| 連絡先／Contact | 花島 直彦(教員室: B-312，hana@muroran-it.ac.jp) |
| オフィスアワー／Office hours | 花島 直彦(金曜日8,9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 | 2023/02/13 |
|---|---|
| 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：状態方程式とその一般形 第３回：状態方程式の求め方と伝達関数行列 第４回：状態方程式の解と状態推移行列 第５回：安定性理論とシステムの線形変換 第６回：第1回小テストと解答 第７回：可制御性と可観測性 第８回：状態変数線図，極零消去，双対性の定理 第９回：可制御標準形と可観測標準形 第10回：状態フィードバックとその設計 第11回：最適レギュレータ 第12回：第2回小テストと解答 第13回：n次元状態観測器と最小次元状態観測器 第14回：併合系とカルマンフィルタ 第15回：サーボ系の基本と構成 # 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． # 各回の学修時間の目安は、事前・事後合わせて4時間必要です。 【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、100点満点のうち、毎回の課題を20点，小テストの点数を20点に換算し，成績に含めることがある。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 |