Monday, 24 September 2012

2012年度冬学期 「制御工学第二」火曜日1限 @242教室 (2013/01/21 改訂)


制御工学第II
 (火曜日第一限 242教室)

古関隆章・堀 洋一
Ext. 26676, takafumikoseki @ ieee.org


 ---制御工学第二講義予定 ---
 NEW &  Important!

お詫び: 自分の不注意から、日を間違えて1/9午後の卒業論文の研究室紹介の「ポスター説明に行くことができませんでした。(が、古関研究室はもちろん、来年度も卒論生募集を例年通り行っております!研究室の活動内容に関する情報を、1/22の講義の際に、お詫びとともに配布させていただきます。研究室および研究内容に関するご質問を個人的にしていただくことを歓迎いたします。引き続きよろしくお願いします。)

御要請に応じ暗号化した「応用制御工学」のpdf原稿をPWつきでアップロードしました!



(01) 10/02 開講日: 状態空間におけるシステムの取扱(1):夏学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式I、
10/04に投影した資料はこちからご覧ください。

(02) 10/09 状態空間におけるシステムの取扱(2): 状態変数と状態方程式II、 実現問題、

(03) 10/16 状態空間におけるシステムの取扱(3):状態遷移行列の導出と性質

(04) 10/23 居村先生 特別講義 非接触電力伝送とその制御技術

居村先生が 、講義で用いたスライドのハンドアウトをご提供くださりましたので、こちらからご入手ください。(PWつき 約10.2MB)

(05) 10/30 堀教授 非線形制御入門

(06) 11/06 状態空間におけるシステムの取扱(4): 状態遷移行列と時間応答シミュレーション、可制御性と可観測性

(07) 11/13  多項式法による極配置の提案、状態フィードバック 
状態FB制御系の設計の考え方:多項式法と最適制御(LQR)における評価関数の直感的理解について, LQRにおける最適性の証明、一次元時不変線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題

第1回目のレポート課題をこちらからご入手ください。12/04提出をお願いします。

(なお、11/20は金曜日扱い日なので、本講義は開講されません。)

(08) 11/27  指令値追従形制御への拡大系の構成
 
(09) 12/04  状態推定の基礎

(10) 12/11  状態推定と定常カルマンフィルタ

(11) 12/18 ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換、ディジタル系安定性判別
第2回目のレポート課題をこちらからご入手ください。01/22提出をお願いします。


(12) 01/08 藤本先生特別講義 最高精度を求める制御技術の研究(仮題)

(13) 01/22 ディジタル制御(2): 連続系の制御器と離散系の制御器の対応関係とディジタル系のアナログ近似(ディジタル再設計)
   (第三回目の演習出題 こちらから御入手ください: 期末テストの際に回収)

状態推定に関する補足資料をこちらでご覧ください。

デジタル制御に関する補足資料をこちらでご覧ください。

(##) 02/05??  08:30-11:30 期末テスト
(好きなことを書いたA4の紙1枚を持ち込み可とします。)

<###特別講義枠>
藤本准教授 制御工学の実際: 運動制御への応用?
居村助教 ワイヤレス給電と効率改善のための電力制御技術


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制御工学第一の内容(復習)
1.序論
1.1  制御工学とは何か
1.2  制御システムの例,分類
1.3  閉ループ制御と開ループ制御
1.4  制御工学の歴史


2.システム動特性の表現
2.1  信号伝達と状態遷移
2.2  動作点まわりの線形化
2.3  線形システムの表現
(2.4  ラプラス変換法の基礎)
2.5  ブロック図とその合成
2.6  特性の計測法


3.制御システムの安定性
3.1  線形システムの安定性
3.2  ラウスの安定判別法
3.3  ナイキストの安定判別法
3.4  フィードバック系の安定度指標


4.フィードバック制御系の基本特性
4.1  入力追従特性と外乱抑圧特性
4.2  定常誤差と誤差係数
4.3  2次系の過渡応答
4.4  2次系の周波数応答
4.5  高次系の代表根


5.線形フィードバック系の補償
5.1  フィードバック制御系設計の基本指針
5.2  直列補償とフィードバック補償
5.3  ニコルズ線図を用いた制御系設計
5.4  根軌跡を用いた制御系設計
5.5  直列補償とPID調節計
5.6  フィードバック補償


制御工学第二から制御工学第一への移行
古典的制御の復習と状態空間法との関係(フィードバック制御と多項式法など)
状態空間におけるシステム序論:連続量と離散量


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2. 教科書・参考書
新: 制御理論の基礎 昭晃堂 (これは生協などで購入可能と思われる。)

(堀・大西: 応用制御工学  丸善
ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をここにいただいた。ただし、講義初回で示したPW付。)


いずれにしても、上記は教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅 学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村: システム制御工学  森北出版
金原・黒須: ディジタル制御入門  日刊工業新聞社
小郷・美多: システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江: アドバンスト制御のためのシステム制御理論  システム制御情報学会編 朝倉書店
正田: 制御工学  培風館 

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題17で体験する演習のように、SCILABなどを用いたシミュレーションもできると良い。
(このブログにある実験課題17の解説を参照されたい。)
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。
位相面軌跡と記述関数法を堀教授が1月に丁寧に解説してくれるが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。参考書の相当部分を自主的に読んで自分でも実務的な手法を学ぶべく努めてほしい。

本資料の更新版をはじめ、講義中の資料は必要に応じて、http://takafumikoseki.blogspot.com/ から入手可能なようにアップロードします。

中央大学理工学部 2012年度冬学期科目 「電気機器」(2012/02/13 改訂)


「電気機器」
冬学期 1時限目 (09:00-10:30)

(田内千也さん: 2/8消印の郵送レポート受領しました。 2013/02/13)

[1] 履修条件
高校および大学の理系の教養課程で物理学の基礎としての
  力学(剛体の力学を含む)および
  電磁気学を習得していること

<==本年度の学生さんからのフィードバックとカリキュラム調査でこの前提条件が満たされていないことが判明しました。電磁気の学習は並行して進むと思いますが、講義中に述べた通り、剛体の力学は自分自身で努力して学ぶ必要があります。

複素インピーダンスを用いた交流回路計算法を含む基礎的な電気回路理論を習得していること
複素数、三角関数、簡単な定係数線形微分方程式やラブラス変換を用いた簡単な計算ができる数学的基礎を有すること
インターネットを通じた定期的情報取得が可能な環境とPCリテラシィを有していること

[2] 授業概要
電力システムの発変電の基本、電気自動車、鉄道車両や工作機械、ロボットなどの運動制御の基礎となる電気-機械エネルギー変換の基本的な仕組みと理論を学ぶ。
また、電気機械の理解を通じて、複雑な物理現象の本質を簡易に扱う「電気技術者の思考テクニックとしての等価回路に基づく考え方を修得する。

[3] 授業計画

1) 2012/09/27 はじめに
講義/学習の進め方
電気-機械エネルギー変換、交流と直流、多相交流
電気-機械エネルギー変換技術の社会的役割とその重要性
電気機械の種類、静止器と回転機、エレクトロニクスとパワー

第1回レポート課題をここから入手(10/04の講義開始時に提出)

2) 2012/10/04  交流における電気エネルギー変換・電気機械エネルギー変換入門
古典力学と電磁気の復習: 電気機器学の学問としての位置づけ


第2回の投影資料をここから入手(PW付き 約 3.7 MB)
第2回レポート課題をここから入手(10/11の講義開始時に提出 10/14 誤植修正)

3) 2012/10/11 電力の計算と交流回路、単相電力と三相電力の考え方 アンペールの法則と磁気回路の基礎  

第3回レポート課題をここから入手(変更: 10/25の講義開始時に提出)
10/18提出をお願いしていた本レポートは、解説が中途となったため、10/25の提出に変更いたします。

4) 2012/10/18 三相交流と電力、三相交流と回転磁界 変圧器
(基本構成、機能と理想変圧器) 

10/18にレポートを間違えて出した方はそのまま採点しました。この間手持無沙汰であれば11/08に提出をお願いする、次のレポートに着手してください。

11/08に提出をお願いする変圧器に関する課題をここから入手(少し課題が多めです!)
11/1は学園祭準備日なので休講です。次回11/08の講義開始時にご提出ください。今回は予習的内容を含みますが、教科書には解説されていますので、丹念に教科書の記述を探して、学んでください!)

5) 2012/10/25
変圧器:理想変圧器
実在の変圧器の等価回路表現と基本的測定法、電気材料 
変圧器の性能(百分率インピーダンス、電圧降下、 三相結線法など)

#)  2012/11/01 大学祭準備日のため講義はなし

6)  2012/11/08 変圧器

実在の変圧器の等価回路表現と基本的測定法、電気材料と損失 


11/15に提出をお願いする課題をここから入手(アップロードが遅くなりすみませんでした!)

7) 2012/11/15
変圧器: 変圧器の性能(百分率インピーダンス、電圧降下、 三相結線法など)
誘導機 I: 誘導機の原理と特長
等価回路計算のための準備(鳳-テブナンの定理の使い方)

11/22に提出をお願いする課題をここから入手 (問題そのものに変更はありませんが、11/15講義の進度のため、予習的内容となるため自己調査のためのヒントを11/15の午後に追記しています。)

8) 2012/11/22 誘導機 II: 
誘導機の構成、変圧器と誘導電動機
誘導電動機の原理と特性表現法(=T型、π型等価回路)、
==> 誘導機の等価回路の導出に関する詳細な数式展開の説明はこちらをご参照ください。
(ただし、複雑な大学院レベルの数式展開なので本当に興味のある方のみで結構かと思います。)

前回簡単に説明をした、三相交流、三相巻線と回転磁界(進行磁界)との関係については、こちらをご参照ください。

11/29に提出をお願いする課題をここから入手
(リンクを出したのが週明けとなりすみませんが、簡単な問題ですので手早くお取り組みください。)

9) 2012/11/29 誘導機 III:
鳳-テブナン定理を用いた誘導機等価回路(T-type equivalent circuit of an induction motor )計算法とトルク-速度特性(Torque-speed curve)との関係 
比例推移特性(proportional shifting)

12/6講義の際に提出をお願いする誘導機の速度トルク特性計算復習の演習課題をこちらからご入手ください。
レポートに書かれていたコメントにお答えして、今週は早めにレポート出題をします。(そのかわり、前回と異なり、やや「がっつり楽しめる」内容になっています!)

10) 2012/12/06 誘導機 IV:
誘導機の種類とエネルギーの流れ、誘導機の始動法
モデル同定のための測定法
空間高潮波とゲルゲス現象などの諸注意、単相誘導機(小型誘導機)

直流機概説I
 直流機と同期機入門: 同期機の特殊形としての(他励)直流機

12/13の講義の際に提出をお願いする直流機の一般知識に関する演習課題をこちらからご入手ください。

11) 2012/12/13 直流機概説II

 直流電動機と発電機
 エネルギー保存則とモータ定数
運動制御のアクチュエータとしてのモータの特性とその基礎モデルとしての電機子の回路方程式

 直流機:他励と自励の結線方式と、電動機および発電機負荷特性
 同期機I : 同期機入門 機能上の分類と構造上の分類


12/20の講義の際に提出をお願いする種々の直流機の性質をおさらいする演習課題をこちらからご入手ください。(<==12/20に細かな誤記の修正をいたしましたので、遅れで提出する方はこちらのファイルをご利用ください。)


12) 2012/12/20 同期機 II
同期発電機
回転数と周波数/界磁と電機子/電機子巻線誘導起電力/

01/10の講義の際に提出をお願いする、同期機の一般的な知識を自習するための演習課題をこちらからご入手ください。今回は、同期期を学ぶ上で重要な自習内容を含み、分量も冬休み用に多いため、前日、当日の付け焼刃では対応が不可能だと思いますので、ご注意ください!

皆様良いお年をお迎えください!

13) 2013/01/10 同期機 III: 
漏れ磁束/フェーザ図と同期機の特性表現/同期発電機の特性

01/17の講義の際に提出のお願いをする、同期機の簡単な計算を含む演習課題をこちらからご入手ください。

14) 2013/01/17 同期機 IV:
同期発電機: 単位法、短絡比同期発電機の出力特性


01/24の講義の際に提出のお願いをする、同期発電機の復習の演習課題をこちらからご入手ください。


15) 2013/01/24 同期機 V:

同期電動機 
等価回路/出力/V特性/乱調/始動法と速度特性/損失と効率
+期末テストに関するアナウンス

 これまでの演習問題で、誤答の多かった問題に関する解説


☆講義アンケートの実施

今後の学習のために--期末試験準備に関する助言

☆教科書の解答はまだ完成していません。そのため、そのことも考慮し、演習問題で解説が必要なものはすでに時間を割いて講義中に具体的説明を加えました。試験勉強に必要な情報はご自身の講義ノートから得てください! ==> 解答、解説の完備した参考書で、実務的演習をしたい方は、国家試験 電験3種の電気機器の試験対策の参考書、問題集などをご覧になることをお薦めします。

☆1/24の板書誤記の講義後のご指摘に伴う修正
本日の演習問題の解説の中で、余弦定理を適用した部分は cos(theta_2)ではなくて、 cos(theta_1)が正しい表記でした。(解説の流れを理解してくださって入れば、問題は無かったことと思いますが、提出されたレポートで誤記をそのまま写していた人が多数いましたので、念のためこの場で訂正、確認させていただきます。)

16) 2013/01/30 期末テスト (<==日程を事務で確認し訂正しました。)
表裏に任意の手書きの記述のある白いA4の紙1枚のみ持込可


[4] 評価方法
(インターネット経由で講義後毎週出題する)小レポートの講義開始時の毎週の提出(40%)と期末テスト(60%)

[5] テキスト 参考文献など

---教科書指定---
仁田・古関: 電気機器学基礎 (数理工学社 新・電気システム工学 \2500)

---推薦参考書----

<入門書として初学者に読みやすいもの>
「エレクトリックマシーン & パワーエレクトロニクス」
エレクトリックマシーン&パワーエレクトロニクス編集委員会 編/森北出版
藤田:「電気機器」 森北出版
森北出版 松井「電気機器 (基礎からの電気・電子工学)」
電気学会 多田隈他:「電気機器学基礎論」

<一般的なもの>
電気学会 「電気機械工学」「電動機制御工学」

<専門性の高いもの>
本ブログでも詳しく紹介した電磁気と制御の応用を統一的に解説した優れた参考書
(必ずしも電気機器学の伝統的な構成にそって記述されているものではありません。)
坂本哲三 著 「電気機器の電気力学と制御」 森北出版

[6] 授業外の学習活動 特に無し

[7] そのほかの特記事項 特に無し

[8] 参考URL
古関のブログ:講義に関する情報、補足資料やレポート課題をここから御入手願います。
http://www.takafumikoseki.blogspot.com/

[9] 参考資料
上記のリンクから適宜入手してください。

[10] 履修者の皆様への備考
本ページは演習の出題なども含め、適宜更新されますので注意深く頻繁にご覧ください!

Thursday, 21 June 2012

3年生冬学期実験課題 No. 17 制御系設計と運動制御 (コントロールラボ担当 2012/09/29 改訂)

 堀教授および古関准教授が共同で担当する課題17では、電気―機械系の相互作用で生ずる運動制御を通じ、講義で学んだ制御理論、特に、フィードバック制御を、外乱の影響や機械的振動の抑制を体験することで実践的に学びます。そして、制御系設計法を実践的スキルとして体得することを目的とします。
 本課題の履修者は、動的な物理現象への技術者としての関わり方、制御理論の基礎的な考え方を身につけることができます。同時に、ロボット、工作機械や搬送装置などのための産業用ドライブ、車両駆動など、広い範囲の実務に臨む際の有力な武器となる技術的素養を、この経験を通じて体得することが期待されます。

重要: 初日に自分の使用するノートPCを必ず演習会場に持ってきてください!


演習および実験の場所
[1] 10/02-10/16 前半の演習@413教室   後半の実験@13号館電力実験室
[2] 10/18-10/30  前半の演習@413教室   後半の実験@13号館電力実験室
[3] 11/01-11/13 前半の演習@413教室   後半の実験@13号館電力実験室


MATLAB, Simulinkの使用法については、関連の参考書web上の説明(例)などを見てください。
英文ですが、Matlab入門として基本的なことが書かれているのはこれです。その他「Matlab 基本 初心者」などのキーワードで検索をすると、親切な解説を日本語で書いている方もいらっしゃります。
最も早いのは適切な入門的参考書を一冊購入することだと思います。


 また、学生版を自分で購入する方は、このページから、あるいは大学生協などを通じて申し込みができると思います。フリーソフトSciLabの入手はこちらから。
 その他、Octaveというフリーソフトは、よりMatlabに似た使用環境を与えてくれます。Octave, Scailabともに、UbuntuなどのLinux上のソフトとしても使用可能です。


演習、実験に必要なテキストおよびファイルを以下から事前にダウンロードしてよくお読みください。
使用ソフトのリンク情報は暗号化されています。その内容を見るためのパスワードは演習初日に個別にお伝えします。

------------演習/実験の内容の解説と必要ファイル----------------
(リンクを右クリックで「新しいタブで開く」として、ファイルを閲覧あるいはダウンロードください。)

(1) 制御CAD演習テキスト (2012年度版 重要)

(2) 数値計算ツール  (暗号化されています。PWと注意事項は会場で伝えます。)

----実験課題----
(3) 一軸ロボット実験指導書(堀 2012年度版)   


--------------------------------------
ここに、Matlabで記述した演習問題のサンプルファイルを置きますので、必要に応じてご参照ください。
(本当は ##.mというMファイル形式がよいのですが、ここでは表示の容易さのために sample.txtとしています。)

提出レポートについての具体的指示

<親レポートとして出す人>
演習問題の中で赤で書かれたもの(できるだけ網羅的に)
+実験(結果と考察を中心に) 考察課題 (2)+(5)+(7) +α

<子レポートとして出す人>
実験(結果の簡単なまとめ)+ 考察課題 2つを選んで提出

Friday, 25 May 2012

堀・藤本先生の講義 モーションコントロール古関担当分 「磁気浮上制御の基礎」のスライド

5/25にお話をした磁気浮上制御に関する補足のスライドをここからご入手ください。(講義で示したPWつきです。)

状態空間法による表現や状態推定の具体的な方法論については、大学講義「System and Control」でお話したいと思います。

Wednesday, 23 May 2012

5/22 駒場講義(交通ラボ)「人間社会と交通システム」(古関担当)の講義資料とレポート課題

5/22(火曜日)4限 14:40-16:20 @525教室の古関担当講義「人間社会と交通システム----電気駆動によるエネルギー変換と車両の運動制御」に、御出席、御聴講くださりありがとうございました。

その講義で用いたスライドの電子資料をここからご入手ください。著作権保護のため、ファイルを暗号化してあります。

パスワードは講義中にお示しした通り、t######2です。

このページから上記でリンクしたスライド中にも記してありますが、本日のレポート課題は以下の通りです。

-----
本講義で紹介した、電気/磁気的な手段によって、非接触で車両を支持、駆動する方法について
      必要な技術要素
      それらの長所と短所
を簡単にまとめ、それらの技術的背景に基づき、
今後の都市間超高速公共交通としての磁気浮上鉄道の実用化に期待すること、あるいは懸念を論理的にまとめ記述してください。
##注意: ファクト と 自分の意見 を明確に意識して書く
------

Monday, 21 May 2012

環境電気工学(2012/05/21 3限) 古関担当分のスライドの控え


2012/05/21(月曜日)3限の古関担当分「環境電気工学:環境と交通システム(鉄道)」の配布資料(スライpdf: 講義中にお示ししたPWつき)をここからご入手ください。 (約5.5MB)

Friday, 11 May 2012

2012/05/11 曽根悟名誉教授の特別講義資料

本日学部講義2限: 曽根悟名誉教授による電気系特別講義

「東日本大震災後の鉄道のあり方」

の講義資料をこちらからご入手ください。
(PW付きです。必要な方はメールで古関までお問い合わせください。)

Friday, 16 March 2012

電気電子工学科 学部3年生「電気機器学基礎」 (2012/06/20 改訂)


「電気機器学基礎」


電気機器学基礎の講義は、月曜日の 10:30-12:00@245号教室で行います。

昨年度効果的であった講義のやり方を踏襲し、出席調査がわりの簡単なレポート課題を出題します。毎週このブログを良く見てください。


----本学期の講義予定----
回数 日 曜日 テーマ 内容


1) 2012/04/09 月 はじめに
電気-機械エネルギー変換、電気機器の種類と歴史、エレクトロニクスとパワー、電気機械エネルギー変換技術の社会的役割とその重要性、電気機器学の学問としての位置づけ

本日のスライド(後半は4/16にも使用予定)をこちらからご入手ください。講義で示したPW付きです。(約5.4MB, 暗号化pdf)


---第1回目のレポート課題(4/16提出)---
他の動力発生方法と比較して、電気機械による動力発生の優れている点、劣っている点は何かを[1] 考え論じてください。そして、そのことと関係付けて、昨今の電気エネルギーに関する世の中の動きであなたが特に注目していることを挙げてください。

[2] 本講義への期待、要望があれば書いてください。

(A4レポート用紙半ページ程度で短く回答してください。レポートの最初に、学生証番号、氏名と提出日を明記してください。)

  ★講義レポートといえども「読み物として完結」している必要があります。したがって、
(1) 学生証番号/氏名
(2) 表題(講義レポートの場合には問題文の再掲でも良い)
(3) 内容(事実と意見コメントなどは明確に分けて書くのが良い)
(4) (必要に応じ)参考文献リスト、参考資料の出典
などの基本的事項が、たとえ短い報告書であっても形式的に明確に示すようにしてください。

2) 2012/04/16 月
電気機械の種類と分類、電気機械エネルギー変換の物理的基礎

4/23提出の第2回目のレポート課題をこちらからご入手ください。

3) 2012/04/23 月
思考の上手な手抜き:磁気回路法によるモデリング
(変圧器の復習+電磁誘導における各種起電力)
午後の実験課題との関係: 変圧器と誘導機の等価回路と測定法

5/7提出の第3回目のレポート課題をこちらからご入手ください。

4) 2012/05/07 月 

直流機: 直流電動機と発電機、同期機の特殊形としての直流機
他励直流機の結線と特性の比較 

5/21提出の第4回目のレポート課題をこちらからご入手ください。
(5/14提出予定としておりましたが、5/14の講義内容を反映して復習を兼ねて再度お考えいただく方が学習効果が高まると思いますので、提出を5/21に延長します。ちょっと量が多く見えますが、段階的に解けるように枝問を構成していますので、引き続き教科書の5章および5/14の講義のノートを参照しつつ、挑戦してみてください。)

5) 2012/05/14 月 
各種自励直流機の結線と特性の比較+直流機まとめ
(複巻電動機・発電機 速度制御と弱め界磁 直流機の過渡現象の制御モデル)

第5回目の課題レポート: 05/07の記述をご覧ください。

6) 2012/05/21 月 誘導電動機I

三相対称交流と回転磁界 誘導機の単相等価回路 

変圧器と誘導電動機の関係(すでに4/23に説明済)
誘導電動機の原理と等価回路(=T型、π型等価回路)


補足資料を以下から入手し、必要に応じて良く学んでください。

三相巻線と回転磁界の関係の解説
古関が執筆した誘導電動機に関する基礎的な解説文(オーム社のハンドブックの元原稿)


5/28提出の第6回目のレポート課題をこちらからご入手ください。

7) 2012/05/28 月  誘導電動機II
等価 回路に基づく特性計算 テブナンの定理とすべり--トルク特性
モデル同定のための測定法
誘導機の種類とエネルギーの流れ、円線図を用いた特性の表現
誘導機の始動法


6/04提出の第7回目のレポート課題をこちらからご入手ください。
(問題文の一部を修正しました。)

8) 2012/06/04 月 誘導機III
誘導機の制御
空間高潮波とゲルゲス現象などの諸注意、単相誘導機(小型誘導機)
三相巻線と進行磁界

板書の誤記修正:
本日前半の板書、効率計算の分子で (1-s)/s と書くべきところを (1-s)と誤記したとの御指摘を、講義終了直後にいただきました。ここにそのことをお知らせし、誤記のお詫びをいたします。確認し、ノートの該当部分を修正していただきますようお願いします。

 6/11提出の第8回目のレポート課題をこちらからご入手ください。
(公開が遅くなりましてすみませんでした。)

9) 2012/06/11 月 同期機I
三相巻線と同期発電機の原理
6/18 提出の第9回目のレポート課題をこちらからご入手ください。

10) 2012/06/18 月
同期機II:構造と分類, 同期機の機能, 電機子反作用
6/25提出の第10回目のレポート課題をこちらからご入手ください。

11) 2012/06/25 月 同期機 III  
特性のモデリング
測定法、 発電機と力系統 トルクの発生原理

7/02提出の第11回目のレポート課題をこちらからご入手ください。

12) 2012/07/02 月 同期機IV
同期電動機の種類とその特長、同期電動機: V特性と同期調相機
パワーエレクトロニクス入門の補足説明と7/30提出の第12回目(最終回)のレポート課題をこちらからご入手ください。(ファイルは暗号化されていますので、最初の講義で話したPWで開けてください。)


13) 2012/07/09 月  パワーエレクトロニクス入門
パワー半導体デバイス、信号処理とパワーのエレクトロニクスの相違、DC/DC, AC/DC, AC/AC, DC/AC変換, オンオフ機能を持たない素子と転流回路, 高調波問題と解析法,
オンオフ制御能力を持つ素子とPWM, ACモータのインバータによる可変速駆動, サーボモータ
+電気駆動制御と座標変換
制 御 同期機の原理と直流機の関係
エネルギー流れの理解、過渡現象の理解、
制御と電気機器の一般理論?

--) 2012/07/16  休日


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14) 2012/07/30 月 09:00-12:00 期末テスト @246
         自分で書いたA4の紙1枚持ち込み可能

--- 本年度教科書指定---
☆☆☆☆☆仁田旦三・古関隆章:
 新・電気システム工学 電気機器学基礎 数理工学社 ISBN-978-4-901683-76-0 
    演習問題の解答は追ってweb上に公開予定です。


以下の☆の数はあくまでも初心者向けという観点からの古関の個人的見解に基づくものです。

---推薦参考書----
<入門書として初学者に読みやすいもの>

☆☆☆☆:西方正司 基本を学ぶ電気機器 (オーム社 ISBN-978-4-274-21138-6)
(初学者に大変わかりやすく記述されている!)


☆☆☆☆「エレクトリックマシーン & パワーエレクトロニクス」
エレクトリックマシーン&パワーエレクトロニクス編集委員会 編/森北出版(定価 2800円)
(専門性の高いレベルまでコンパクトにまとめられている。)

電気学会 多田隈他:「電気機器学基礎論」

☆☆☆藤田:「電気機器」 森北出版
(amazonでは5つ星がついています!)

<一般的なもの>
☆☆☆:(株)日立製作所総合教育センタ技術研修所編
「小形モータの技術」 オーム社
メーカのエンジニア養成を目的に書かれていますのでわかりやすく実用的です。電気自動車や有限要素法による特性計算の話題までカバーしますので、基礎的な知識を広く身につける意味でお薦めです!

電気学会 「電気機械工学」「電動機制御工学」

☆仁田他: 「大学課程 電気機器(1)」 オーム社
(これは昨年まで準教科書として用いていた書籍です。現在、名誉教授の仁田丹三先生が、数理工学社から出版予定の教科書を執筆準備されています。)


<専門性の高いもの>
本ブログでも詳しく紹介した電磁気と制御の応用を統一的に解説した優れた参考書
(必ずしも電気機器学の伝統的な構成にそって記述されているものではありません。)
☆☆☆:坂本哲三 著 「電気機器の電気力学と制御」 森北出版



英語で基礎的なことが良く書かれている本(これは古関が大学院生の時に輪講のために購入したものですが、現在では入手が困難になっているようです。)
☆☆☆☆:
Fitzgerald/Kingsley/Umans: "Electric Machinery" International Student Edition, MacGrawHill

総合科目人間環境一般「足からロケットまで---走る/飛ぶ/探る科学入門 (2012/06/24 改訂)


総合科目人間環境一般「足からロケットまで
---走る/飛ぶ/探る科学入門」

平成24年04月12日 
取りまとめ:工学部電気電子工学科 准教授  古関隆章 
(URL http://www.koseki.t.u-tokyo.ac.jp, 
e-mail: takafumikoseki AT ieee.org) 
Skype: takafumikoseki 
場所: 駒場キャンパス 104教室 金曜日5限(16:30-18:00)
科目コード 11593

標記講義を、駒場キャンパスにて開講します。ものを動かすことに興味のある人は、目指す専門分野を問わず広くご参加くださりますよう願っております。大学の 講義では細かく見ればわからないところがたくさん出てきますが、それはむしろ当たり前のことです。わからないことがあったことを、いちいち気にする必要は ありません。大切と思われることを、必要に応じて自分で調べ、あるいは教員に積極的に質問し、わからぬことをわからぬままに放置せぬ努力を忘れねば大丈夫 です。
人や物を効率良く運ぶことが、文明社会の成立に欠かせず、移動手段を提供する技術が、我々の生活の基本を支え、そして生活を楽し く豊かにするために大切です。実際、日常的な生活の中で、自動車や鉄道などの身近な交通は不可欠なものとなっていることを実感しているでしょう。人々は太古の昔から、速くて、快適で、便利な移動手段を求めてきました。近年は、これに加えて、安全性への意識も高まっており、環境への負担の少ない交通、高齢社 会への移行に伴い「交通弱者でも移動の自由が奪われない」バリアフリーに対応した交通など、移動手段の「質」に対する要求もさらに高いものとなっていま す。このような様々な要求に応える「運ぶ」営みのために、電気や情報の技術が貢献できることは多く、交通における電気・電子・情報技術の役割はますます大 きくなっています。本講義では、このような視点から、電気エネルギーおよび情報通信や計算機技術を積極的に用いて人や物を「うまく」運ぶ方法論を
--電気自動車、ハイブリッド自動車
--リニアモータ・磁気浮上超高速鉄道
--電気鉄道など軌道系の交通システム
--宇宙環境におけるロボットの移動技術
--エネルギー問題から見た交通と、グローバル環境への影響
を例に、オムニバス形式で2-3時間程度ずつ解説をし、高校や教養学部で習う物理や数学の延長上にどのようにこれらの技術が構築されているかをできるだけわかりやすく具体的に解説するとともに、最新の研究動向を紹介します。
(この研究に興味を持つ受講者には希望により研究室の見学なども可能です。熱心な文系の学生も歓迎するが、基本的には高校の理系科目選択者程度の物理、数学の知識を前提とした講義内容とします。)

古関隆章(こせきたかふみ 准教授 工学部)以外の講師陣:
大崎博之(おおさきひろゆき 教授 工学部)
堀洋一(ほりよういち 教授 工学部)
藤本博志(ふじもとひろし 准教授 工学部)
居村 岳広 (助教 工学部)
+JAXA 宇宙科学研究所 および東日本旅客鉄道株式会社からのゲスト講師 計4名

---H24年度の講義スケジュール---
(各講義タイトルは概ね確定版ですが、今後も微修正の可能性はあります。4/12)

(01) 4/13 (古関): 講義全般の紹介と成績評価についての事務的連絡 
堀: リチウムイオン電池一辺倒でいいのか?電気自動車の「もう一つの未来」
古関配布の資料をこちらからご入手ください。
堀教授配布の資料をこちらからご入手ください。

(02) 4/20 居村: ワイヤレス電力伝送の概説
居村先生配布の資料をこちらからご入手ください。 (2012/05/29に追加しました!) 

(03) 4/27 藤本: 電気自動車の運動制御

(04) 5/11 坂井: 宇宙研の紹介,  宇宙に挑む制御の技術

(05) 5/16(Wed) 古関: エネルギー変換と電気駆動
   5/16の講義で示した(および6/22の講義で示す予定の)スライドをこちらからご入手ください。(約 8MB 講義でお示ししたPWつきです。)

(##) 五月祭準備日 (午後休講)
本郷キャンパスの研究室の見学を推奨
13:00-17:00 に本郷キャンパス 工学部2号館にて電気系の学科の研究室公開が行われますので積極的にご参加ください。また、土日午後も五月祭に伴う公開活動がありますので訪れてみてください。

(06) 5/25 久保田: 宇宙の謎を探る,月惑星探査ロボット

(07) 6/01 橋本: 映画「HAYABUSA はやぶさ」に見る電気電子技術
                            ---宇宙探査機は電気で動く-----
 6/01の橋本先生の講義のスライドをこちらからご入手ください。(講義でお示ししたPWつきです。)

(08) 6/08 大崎: 超電導技術と輸送の科学

(09) 6/15 林屋(古関):  電気鉄道の環境性とそれを支える電力供給技術 I
 6/15の林屋先生の講義のスライドをこちらからご入手ください。(講義でお示ししたPWつきです。)

(10) 6/22 古関: 電気車両駆動技術史;電気鉄道と電気自動車の類似点と相違 
                        電気鉄道のエネルギー供給技術の基礎とその意味(林屋先生講義の補足)
==> 期末レポートに関するアナウンス: 本ぺーじの下記の詳細な記述をご覧ください。

進路振り分けに関係するアナウンス(6/22の講義で配布を失念したものです。)
 ==> こちらをご覧ください。

6/22の講義で説明したスライドの控えをこちらからご入手ください。 (暗号化ファイルです。)

(11) 6/29 林屋(古関): 電気鉄道の環境性とそれを支える電力供給技術 II  
+大災害からの復興と鉄道技術

<講義の終了:講義レポート提出についての最終確認>

(12) 7/06  休 講
(「古関: 二関節筋を用いた脚の運動制御」 を予定しておりましたが、都合により休講に変更させてください。ご迷惑をおかけいたしますことをお詫び申し上げます。)

講義資料で電子ファイル配布があるものは、このページからDL可能なようにします。ファイルにはPWをつけアクセス制限をかけることがあります。

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重要:
本講義の成績評価の主たる部分は以下のレポートの評価結果に基づき行います。
レポートを、以下の要領でe-mailで提出してください。成績評価は、レポート採点結果と講義への出席回数を総合し、厳正に行います。

[1] 締め切り
2年生の履修者(高専編入生を含む):
1年生の履修者:  両者とも    2012/08/02 (Thu) 20:00 JST

[2] 提出先 pdfのe-mailの添付ファイルとして takafumikoseki@infoseek.jp  あてに 

(古関から受け取り確認のメールを返しますので、その確認の連絡が2-3日以内に来ない場合には古関まで(別アドレス: takafumikoseki@ieee.org)確認のご連絡をお願いします。 

なお、上記の@はここでは全角になっているので、あて先は半角の@を用いて、手入力してください。)


[3]提出に関する技術的注意と参考情報

着実かつ迅速な採点作業のための重要な技術的お願い:
e-mailの Subject: 欄を以下の形式で書いてください。
Ashirocket_Report_to_採点希望教員名: 学生証番号 提出者氏名
(例) Ashirocket_Report_to_KOSEKI: 240557d学生太郎 

同様に、レポート本文の添付ファイル名を

学生証番号_提出者氏名.pdf
(例) 240557d_GakuseiTaro.pdf
としてください。


ワープロなどは任意ですが、 フリーのlibreofficeなどを用いれば、数式を用いた文書もpdf化も含めすべて簡単に処理できます。(ちなみにこのページや教材の作成は、 OSすらWindows環境ではなく、Ubuntu上のソフトですべてを行っています。)
google docs、zohoなどを用いても図入りの文書作成とpdf化は可能です。(ただし、数式作成機能はありません。)
また、任意の文書ソフトからの pdf化もフリーのツールで可能です。
大きいファイル(数百 kB以上?)をメールに添付することは避けてください。そのような場合には らくするBOX http://box.raksul.com/ Dropbox などをご利用ください。



[4] レポート課題
表紙に記載する項目
課題名:  (課題1. )  ○○○○
学生証番号: ○○○○    提出者氏名: ○○○○ とコメントを返すためのメールアドレス
関係講義テーマと採点希望教員: ○○○○ (末尾の参考資料から選択)
教員からのフィードバックを送るべきe-mailアドレス(夏休み期間でもアクセス可能なメールのアドレス)


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課題1: 講義課題に関係するキーワードを選び、自分の興味のあるテーマを1つ設定し、それに関して、単なる調査ではなく必ず自分の意見を入れて、 A4 レポート用紙で、6ページ以内で論じてください。



キーワードの例
超電導技術と輸送の科学


エネルギー変換と電気駆動
電気車両駆動技術史
電気鉄道と電気自動車の類似点と相違
電気鉄道の環境性
電気鉄道における電力供給技術


宇宙と電気技術者
月惑星探査
電気で動く宇宙探査機
宇宙に挑む制御の技術
探査ロボット
二関節筋を用いた人の脚の運動とロボットの制御


電気自動車の未来
電気自動車とバッテリー技術
ワイヤレス電力伝送技術
電気自動車の運動制御




(調査・参考した資料については、末尾に参考文献リストを記載し明示してください。参考文献の上手な挙げ方も評価対象になりえます。)


課題2: 本講義の良かったところ悪かったところを忌憚なく御指摘ください。特に、来年度以降の講義の改善に役立つような、積極的批判、ご意見を期待しております。


(講義時間帯、講義の進め方、教室、話題の選択、成績評価の方法など、気づいたことは何でも遠慮なく指摘してください。教員に対して厳しいことを書いたから、成績評価が悪くなることはまったくありません。遠慮なく有用な意見を述べてください。) 
==>; ただし、匿名性を持たせるため、このブログページへのコメントの形でご記入いただいても結構です!

Wednesday, 11 January 2012

林屋均 氏 鉄道関係講演のお知らせ

東京大学大学院工学系研究科 電気工学専攻OBのJR東日本の林屋均博士の鉄道技術の講演会のご案内です。奮ってご参加ください。


  1. 1月17日 東京工業大学(大岡山) 「スマートグリッドと鉄道
  2. 1月31日 発明会館(虎ノ門) 「鉄道電力供給システムにおけるパワーデバイス利用の現状と将来への期待


※いずれも聴講無料です♪