制御システム工学(情報・知能)
 Control Engineering
 担当教員:野本 弘平 (NOMOTO Kohei)
 担当教員の所属:理工学研究科
 開講学年:3年  開講学期:後期  単位数:2単位  開講形態:講義
 開講対象:情報科学科  科目区分:専門科目・選択必修 
【授業の目的】
システムに所望の動作を行わせる自動制御により産業が発達してきた.好ましい制御を実現するためには,フィードバックが必要であるが,条件によってはフィードバックは不安定を引き起こして危険である.本講義では,制御の考え方,制御系のモデル化,時間応答による解析法,周波数応答による解析法,そして制御系の安定性とその判別法について学び,幅広い教養と専門分野の知識を習得することを目的とする.

【授業の到達目標】
(a)ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いて時間領域と周波数領域との変換ができること.
(b)システムのブロック線図から伝達関数を計算できること.
(c)制御系の時間応答を評価できること.
(d)制御系の周波数応答を評価できること.
(e)フィードバック制御形の安定性の条件を理解すること.
(f)安定判別および評価の一連の手法を使えるようになること.
(g)ナイキスト線図およびボード線図からシステムの安定余有を読み取れること.

【授業概要(キーワード)】
ラプラス変換,ブロック線図,伝達関数,時間応答,周波数応答,ベクトル軌跡,ボード線図,フィードバック制御,安定性の条件,安定判別法

【科目の位置付け】
学習・教育目標:学生便覧の(B)(情報基礎力)に対応
制御工学の基礎となる科目:線形システム入門、数学IV

【授業計画】
・授業の方法
授業では,受講者への設問を入れて時間内での理解を促す.また,適宜演習や小テストを行い,受講者の理解を確認しながら進める.
・日程
01 情報科学と制御工学
02 数学的基礎
03 ラプラス変換とその性質
04 逆ラプラス変換
05 伝達関数
06 ブロック線図とその等価変換
07 時間応答
08 前半のまとめと中間試験
09 中間試験解説,周波数伝達関数と周波数応答
10 ベクトル軌跡とボード線図
11 フィードバック制御系の周波数特性,ニコルス線図
12 フィードバック制御系の安定条件,根軌跡法
13 フルビッツの安定判別法
14 ナイキストの安定判別法とゲイン余有,位相余有,ボード線図による評価法
15 後半のまとめと期末試験
(上記は計画であり,受講生の理解等を考慮して適宜調整を行う.)

【学習の方法】
・受講のあり方
講義開始時間を守ること.受講のマナーを守ること.受け身にならず主体的に勉強をすること.特に,授業中の私語などほかの受講者への迷惑行為は厳重に禁止する.質問は随時受け付ける.
・授業時間外学習へのアドバイス
講義でとったノートを読みかえし,理解できていない部分がないか確認する.授業で学んだことを,ペンを持ち紙の上に式や図を展開しながら,自分だけで解いてみることを推奨する.

【成績の評価】
・基準
配点は中間試験40点,期末試験40点,何度かの小テスト20点で合計100点.60点以上を合格とする.
(状況により配分を変更する場合がある.)
・方法
中間試験と期末試験,小テストにより講義の目標が達成されたことを確認する.

【テキスト・参考書】
テキスト: 阪部俊也,飯田賢一: 自動制御, コロナ社 2012年.
参考書: 樋口龍雄: 自動制御理論, 森北出版 2012年.

【その他】
・学生へのメッセージ
制御系の振る舞いが抽象化された情報として取り扱われることや,図を利用した解析法や評価法などの面白さを味わってください.なお,受講者の理解度などに応じて講義内容や評価法等を修正する場合があります.
・オフィス・アワー
質問等がある場合は、水曜日16:00-17:00、8号館307号室にて。

51000476-2019-05-53553