2019年9月22日日曜日

2019年度冬学期 「制御工学第二」月曜日1限 @242教室 (2019/12/23 修正)

制御工学第II
月曜日第1限 08:30-10:15 242教室
古関隆章・藤本博志
Ext. 26676, takafumikoseki @ ieee.org


What's New?
10/08 大西先生の講義資料をアップロードしました。
10/22 シラバスの微修正をしました。
11/10 11/11の大西先生の講義の資料をアップロードしました。
11/10 第1回目のレポート課題を出題しました。(12/02の講義時に提出してください。)
11/18 シラバスの一部を改訂しました。また、講義の最後にいただいた質問への答えをこちらにてご覧ください。
12/02 第2回目のレポート課題を出題しました。(提出はこちら!
12/16の講義、次の会議との関係で、やや早めに終了(09:45ころ)となります。早退となりますことお赦しください。
12/23 第3回目のレポートをアップロードしました。ご指摘のあったいくつかのスケジュールを書き直しました。

---1. 制御工学第二講義日程 ---
(01) 09/30(Mon) 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

期末テストの回答で[3 0]を重複して書いた誤記の指摘がありましたので、ここでお詫びをし訂正します。

初期値応答の波形を、Octaveで計算したグラフをここでご覧ください


(02) 10/07(Mon)  大西先生特別講義 地球システムとフィードバックおよび液晶露光装置高度化における制御技術の重要性
<==最近の良い参考書、特に英文教科書については、大西先生にアドバイスを求めると良いでしょう!(古関です。)

10/08 大西先生の講義資料をこちらからご入手ください。(最初の講義で示したPWつき)

(03) 10/21(Mon)  状態空間におけるシステムの取扱(2): 状態変数と(線形システムの)状態方程式II,  状態遷移行列の導出と性質

(04) 10/28(Mon)状態空間におけるシステムの取扱(3):
 実現問題, 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

(05) 11/07(Wed)  状態空間におけるシステムの取扱(4):
          状態FB制御系の設計の考え方: 最適制御、LQR入門

第1回目のレポートをこちらからご入手ください。12/02の講義時に提出してください。

(06) 11/11(Mon) 大西先生特別講義  Matlabを用いた状態空間法に基づく過渡応答や周波数特性の計算 LQRの演習
大西先生の講義資料をこちらからご入手ください。(講義の最初に示したPWつきzip= c######9)

(07) 11/13(Wed) 藤本先生特別講義 制御工学の応用としての最先端モーションコントロール

(08) 11/18 (Mon)
  状態フィードバック
 状態FB制御系の設計の考え方
 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
 最適制御(LQR)における評価関数の直感的理解について
 状態F LQR, LQRの解の最適性の証明

(09) 11/25(Mon)
出力を用いた状態feedback (=オブザーバを用いた出力feedback)
 計測と状態推定

 (10) 12/02(Mon)
極配置法<=多項式法と最適制御(LQR)
分離定理
状態推定と定常カルマンフィルタ
状態推定の基礎指令値追従形制御への拡大系の構成(状態FBの補足事項)

オブザーバおよびゲイン設定への多項式法の応用に関する補足のスライドをこちらにてご覧ください。
第2回目のレポートをこちらからご入手ください。1/16までに電子ファイルをこちらにご提出ください。(手書きの場合は、スキャンあるいはデジカメで写真撮影してご提出ください。)

 (11) 12/09(Mon)
 ディジタル制御(1): 空間量子化と時間標本化動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換

デジタル制御に関する説明スライドのコピーをこちらからご入手ください。

(12) 12/16(Mon)
本日の講義、次の会議との関係で、やや早めに終了(09:45ころ)となります。早退となりますことお赦しください。

 ディジタル制御(2): サンプリングを含む系の取扱とZ変換(続)、ディジタル系安定性判別、標本化定理とエイリアス現象 sとzの関係


(13) 12/23 (Mon) 最終回
デジタル再設計:オイラー法とTustin変換
非線形制御入門
第3回目の演習問題をこちらからご入手ください。
期末テスト開始時に回収しますので、期末テストの朝に試験会場に直接お持ちください。

(14) 01/27 期末テスト (12/23改訂)

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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。履修者の皆様の学修の便のため、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版をいただいているので、こちらのリンクからご入手ください(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19で体験する演習のように、Octave, Scilabなどを用いたシミュレーションもできると良い。
(このブログの並びにある実験課題19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。

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位相面軌跡と記述関数法を12月末に解説する予定だが、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。

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