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


-----------------
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


---

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。