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授業情報／Course information

科目名／Course: 制御工学Ⅱ／Control EngineeringⅡ
科目一覧へ戻る 2022/09/09 現在

授業基本情報
科目名（和文）
／Course		 制御工学Ⅱ
科目名（英文）
／Course		 Control EngineeringⅡ
時間割コード
／Registration Code		 22145901
学部（研究科）
／Faculty		 情報工学部
学科（専攻）
／Department		 情報システム工学科
担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors		 ○忻　欣
オフィスアワー
／Office Hour		 忻　欣(月曜日5時限です．場所は情報工学部棟2510室です．質問などがありましたら，在室であれば，気軽に聞いてください．)
開講年度
／Year of the Course		 2022年度
開講期間
／Term		 後期
対象学生
／Eligible Students		 3年次生
単位数
／Credits		 2.0
授業概要情報
更新日
／Date of renewal		 2022/03/09
使用言語
／Language of Instruction		 日本語
オムニバス
／Omnibus		 該当なし
授業概略と目的
／Cource Description and Objectives		 状態空間表現に基づく現代制御理論の基礎的事項について講述する．状態空間表現によるシステムの解析・設計法は，現代の制御工学において重要な役割を果たしているだけでなく，信号処理や通信理論などの隣接分野においても不可欠の考え方である．本講義では，システムの状態方程式モデル，安定性，可制御性，可観測性，実現問題などについて概説した後，状態空間表現に基づくレギュレータ，オブザーバ（観測器），最適制御系などの設計法について講義する．
履修に必要な知識・能力・キーワード
／Prerequisites and Keywords		 線形代数，常微分方程式，ラプラス変換などに関する基礎知識を必要とする．また，伝達関数，フィードバック制御などの制御に関する基本的な知識を必要とするため，「制御工学Ⅰ」を履修していることが必要である．
科目キーワード： 状態空間表現，漸近安定性，可制御性，可観測性，正準形式，レギュレータ，オブザーバ．
履修上の注意
／Notes
教科書
／Textbook(s)		 「システム制御理論入門」（小郷寛，美多勉，実教出版）
参考文献等
／References		 「制御基礎理論」（中野道雄，美多勉，昭晃堂）
自主学習ガイド
／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework		 線形代数，常微分方程式，フィードバック制御などの知識を復習すること．線形時不変システムの構造をよく理解すること．システムの伝達関数表現と状態空間表現の比較について自主的に研究すること．
資格等に関する事項
／Attention Relating to Professional License
アクティブラーニングに関する事項
／Attention Relating to Active Learning
実務経験に関する事項
／Attention Relating to Operational Experiences
備考
／Notes		 「本授業では以下のアクティブ・ラーニングを採用している」
・振り返り（小テスト、オンラインチャット等も含む）
・課題（宿題等）
授業計画詳細情報
No. 単元（授業回数）
／Unit (Lesson Number)		 単元タイトルと概要
／Unit Title and Unit Description		 時間外学習
／Preparation and Review		 配付資料
／Handouts
1 1 [動的システムと状態方程式]
動的システムの状態空間表現について講義する		 指定した教科書の1-1 節の内容を予習・復習する
2 2 [機械システムの状態空間表現]
機械システムの状態空間表現を導出する		 指定した教科書の1-2 節の内容を予習・復習する
3 3 [電気回路システムの状態空間表現]
電気回路システムの状態空間表現を導出する		 指定した教科書の1-3節の内容を予習・復習する
4 4 [数学的準備]
線形代数の基礎を復習する		 指定した教科書の2-1 節～2-6 節の内容を予習・復習する
5 5 [状態方程式の解（1）]
状態方程式の時間領域の解を導出する		 指定した教科書の3-1節の内容を予習・復習する
6 6 [状態方程式の解（2）]
状態方程式の周波数領域の解を導出する		 指定した教科書の3-2節の内容を予習・復習する
7 7 [線形時不変システムの漸近安定性]
漸近安定性の定義と判別条件について講義する		 指定した教科書の3-3-1節の内容を予習・復習する
8 8 [可制御性]
可制御の定義と判別条件について講義する		 指定した教科書の4-1節の可制御性の内容を予習・復習する
9 9 [可観測性]
可観測の定義と判別条件について講義する		 指定した教科書の4-1節の可観測の内容を予習・復習する
10 10 [双対性]
可制御と可観測の双対性について講義する		 指定した教科書の4-1節の双対性の内容を予習・復習する
11 11 [線形時不変システムの構造（1）]
状態変数変換とシステムの等価性について講義する		 指定した教科書の4-2-2節の内容を予習・復習する
12 12 [線形時不変システムの構造（2）]
1入出力システムの対角正準形式とその応用について講義する		 指定した教科書の4-3-1節の内容を予習・復習する
13 13 [レギュレータの設計]
可制御性の応用として，レギュレータの設計について講義する		 指定した教科書の5-1節の内容を予習・復習する
14 14 [オブザーバの設計]
可観測性の応用として，オブザーバの設計について講義する		 指定した教科書の5-2節の内容を予習・復習する
15 15 [総括]
本授業の内容を総括する		 復習
16 16 [定期試験]
授業到達目標の実現について確認をするため行う		 復習
授業評価詳細情報
到達目標及び観点／Learning Goal and Specific Behavioral Viewpoints
No. 到達目標
／Learning Goal		 知識・理解
／Knowledge & Undestanding		 技能・表現
／Skills & Expressions		 思考・判断
／Thoughts & Decisions		 伝達・コミュニケーション
／Communication		 協働
／Cooperative Attitude
1 状態空間表現によるシステムモデルの記述方法が修得できる（Ｅ） ○ ○ ○ ○ ○
2 線形システムの安定性の概念とその判別方法が修得できる　Ｅ） ○ ○ ○ ○ ○
3 線形システムの可制御性の概念とその判別方法を修得できる（Ｅ） ○ ○ ○ ○ ○
4 線形システムの可観測性の概念とその判別方法が修得できる（Ｅ） ○ ○ ○ ○ ○
5 レギュレータの設計方法が修得できる（Ｅ） ○ ○ ○ ○ ○
成績評価方法と基準／Evaluation of Achievement
※出席は2/3以上で評価対象となります。
No. 到達目標
／Learning Goal		 定期試験
／Exam.		 レポート/Reports
1 状態空間表現によるシステムモデルの記述方法が修得できる（Ｅ） ○ ○
2 線形システムの安定性の概念とその判別方法が修得できる　Ｅ） ○ ○
3 線形システムの可制御性の概念とその判別方法を修得できる（Ｅ） ○ ○
4 線形システムの可観測性の概念とその判別方法が修得できる（Ｅ） ○ ○
5 レギュレータの設計方法が修得できる（Ｅ） ○ ○
評価割合（％）
／Allocation of Marks		 70 30

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