システム制御概論

  [ GB12401 ]
Introduction to System Control
対象:2学年 開設学期:秋AB 曜日・時限:金3・4 単位数:2単位
担当教員:大矢晃久

概要

工学の対象となる各種システムとその数理モデルの解析法、およびシステム制御のための基礎について学ぶ。時間領域における制御系の解析および安定性や、状態空間法をベースとしたレギュレータ、サーボ系の設計等のフィードバック制御の基礎について解説し、具体例として倒立振子の制御法を述べる。また、ファジイ制御、ニューラルネットの応用等についても解説する。なお、ビデオ等を用いた応用例の紹介や、授業内容の理解を深めるための練習問題の演習なども適宜行う。

学習・教育目標

  1. システム制御の基礎について理解する。(第1〜2週)
  2. システムのモデル化と解析について理解する。(第3〜4週)
  3. フィードバック制御系の設計と実現方法について理解する。(第5〜7週)
  4. システム制御に関する歴史と現状について理解する。(第8〜10週)

キーワード

線形システム、フィードバック制御、モデル化、安定性、状態方程式、レギュレータ、サーボ系、ファジイ制御

Keywords

Linear System, Feedback Control, Modelling,Stability, Equation of State, Regulator,Servocontrol, Fuzzy Control

時間割

講義内容/理解すべき項目
第1週はじめに
システムとは,制御とは
第2週制御のための方法
フィードフォワード/フィードバック制御,制御装置,ブロック線図
第3週システムのモデル化
アナログ系/デジタル系の表現,システムの方程式,伝達関数
第4週システムの解析
ステップ応答,定常応答と過渡応答,平衡点と安定性
第5週制御系の設計
レギュレータの設計(極配置法,最適レギュレータ),サーボ系の設計
第6週制御系の実現
コンピュータの応用(計算機シミュレーションとデジタル実現)
第7週倒立振子の制御
モデル化(運動方程式の導出、パラメータ推定),制御系の解析・設計
第8週制御の応用例
日常生活・先端技術に利用された制御の高度な応用例
第9週システム制御の歴史
古典制御から現代制御まで,ラプラス変換,Z変換
第10週インテリジェント制御
ファジー制御,ニューラルネットの応用

教材

毎週プリントを配布する。

参考書籍

 「システム制御へのアプローチ」(大須賀公一、足立修一:コロナ社)
 「ディジタル制御工学」(兼田雅弘、山本幸一郎:共立出版)
 「制御システム技術の理論と応用」(広井和夫 編:電気書院)

成績評価

学期末試験の成績に講義の出席率と演習課題の成績を加味して評価を行う。

教員メールアドレス

大矢晃久:ohya@cs.tsukuba.ac.jp

TF・TA

河西元:kawanishi-h@roboken.cs.tsukuba.ac.jp

オフィスアワー

月10:30〜12:30 総合研究棟B棟1009(大矢)