2024/07/08 制御工学第二 古関担当分の資料

 2024/7/8の古関の講義スライドを　こちらからご入手　ください。　g.eccのアドレスからあくせすかのうとなっております。

1－2年生 駒場講義「運ぶ科学：足からロケットまで」 金曜5限 Ver. 2023/04/05

 2023年04月05日 
取りまとめ：工学部電気電子工学科　教授　　古関隆章 
(URL http://www.koseki.t.u-tokyo.ac.jp, 
e-mail: takafumikoseki　AT　ieee.org)
場所：　駒場キャンパス 駒場5号館 521教室
時間割コード　31679
共通科目コード　CAS-GC1F46Ｌ1
　

標記講義を、駒場キャンパスにて開講します。

4/7 5限:　初回のオンライン講義リンク

Zoom

  ミーティングID: 554 183 402

  パスコード: ashiroket

　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

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　教授　工学部）以外の講師陣：

藤本博志（ふじもとひろし　教授　工学部）

大西 亘 （おおにしわたる　准教授　工学部）

＋JAXA 宇宙科学研究所, 新領域創成科学科 および東日本旅客鉄道株式会社からのゲスト講師　

---2023年度の講義スケジュール---

17:05-18:35　駒場5号館 521教室

(1) 4/07 古関　 初回 講義ガイダンス＋エネルギー変換と電気駆動 (オンライン)

　Zoomのリンク

  　　ミーティングID: 554 183 402

  　　パスコード: ashiroket

その後の計画は ITC-LMS上に公開します。まずは初回のオンライン講義にご参加ください。

2022年 7月11日 制御工学第一 最後の講義 の資料

 7/11の制御工学第一（秋学期の制御工学第二の頭出し：状態空間法入門）の講義資料をこちらでご覧ください。

2021年 7月12日 制御工学第一 最後の講義 の資料

 7/12の制御工学第一（秋学期の制御工学第二の頭出し：状態空間法入門）の講義資料をこちらでご覧ください。

2020年度 2年生講義 エネルギー工学

 2020年度　2年生講義　エネルギー工学については、こちらをご覧ください。

2020年度 ３年生 工学部の秋学期講義 制御工学第二

 2020年度３年　工学部の秋学期講義　制御工学第二　の講義の内容、資料についてはこちらをご覧ください。（学内限定です。）

4年生夏学期講義「モーションコントロール」古関担当分（7/3+7/10 磁気浮上技術）資料 ver.200707

講義で使用するスライドのコピーをこちらからご入手ください。（暗号化pdf）

PWは講義にてお知らせします。

制御系のゲイン設計に関する詳細資料（ホワイトボード代替）はこちらでご覧ください。

7/10講義で紹介するサルマン氏のセンサレス磁気浮上の修士論文資料をこちらからご入手ください。（上と同じpw付暗号化pdf）

1－2年生 駒場講義「運ぶ科学：足からロケットまで」 金曜5限 Ver. 2020/06/26

2020年04月04日 

取りまとめ：工学部電気電子工学科　教授　　古関隆章 

(URL http://www.koseki.t.u-tokyo.ac.jp, 

e-mail: takafumikoseki　AT　ieee.org)

金曜日５限（16:50-18:35）

場所：　ZOOM-オンライン

(平時にもどれば駒場キャンパス駒場12号館 駒場12号館 1212教室／Komaba Bldg.12 Room 1212）

Google Hangout: takafumikoseki@gmail.com 

時間割コード　31568

共通科目コード　CAS-GC1F46Ｌ1

===WHAT'S NEW===
6/26 17:15からの開講に変更させてください！

4/04 講義のページを立ち上げました。

4/5午前にUTAS上に公開の ZOOM講義のためのリンクを変更しましたので、ご注意ください！
4/8 講義ガイダンスの動画に替えて、本講義の選択をお考えいただく際のご参考まで、本講義の一部と内容が類似する「ゆめナビの動画」をこちらでご覧ください。
（ここから派生しているゆめナビへのリンクもよろしければご覧ください。）
4/14 講義改善へのご意見をお願いする方法、講義後半の予定を一部見直しました。
4/16 初日の配布資料、講義ガイダンスのスライド追加しました。
4/17 今後、Google classroom で情報共有します。Class Codeは　o3dgkgq　です。また、sim情報一部追記しました。
5/8 GW明けから、ZOOMアクセスのセキュリティを上げ、東大内部のアカウントの所持者のみがアクセスできる設定にしますので、ご注意ください！

===============

まずは、ご入学あるいはご進学おめでとうございます。これからの学びの日々が稔り多きものとなることを願っています！古関の自己紹介に替えて、こちらをご覧ください。

これからよろしくお願い申し上げます。

1. 本年度の講義の特殊事情
　本講義は複数の講師陣によるオムニバス講義です。

感染症拡大防止策のため、当面の講義がオンライン化されます。ZOOMでお目にかかりましょう。

　準備期間が不足する中、十分な準備ができぬままの初めての試みになります。講義の改善のため、ご意見のフィードバックを歓迎します。Google classroomの投稿機能をうまく使ってみていただけるといいかと思います。

2. オンライン講義に臨むための準備について
　大学からのオンライン講義対応の情報ですでにインストールなどの準備ができていると思いますが

(1)  g.ecc.u-tokyo.ac.jpのアカウントをactivateする。
(2) PC等にビデオ会議ソフト　ZOOMをインストールする。
(3) UTASのシラバスの下の方にある欄で、オンライン講義に参加するためのURLを入手しておく。（自分のGoogle keep などに、参加する予定の講義とそのLink一覧を作っておくとよい。）

など必要な準備を自分でして、講義に臨んでください。

３．講義参加準備についての個人的な参考意見
　タブレットやスマホではなくPC環境を整備されることをお薦めします。安価なChromebookや、中古のOSなしのノートPCを通販で買って、UbuntuなどのLinux系OSや　ChromeOSのフリー版であるCloudreadyをインストールすれば、3万円前後で学習に十分なPC環境を自前で準備できるでしょう。

　すでに携帯電話会社が、大学生の講義聴講のためのデータ通信特別優遇措置を発表していますが、個人的には、できればご自宅や下宿に、有線の光回線の契約をされる方がいいかと思います。

　特定の商品をお薦めするつもりは全くないのですが、ご参考情報まで。
Simフリー端末で格安Sim をお使いの方、月々の契約のデータ通信容量を一時的に引き上げるとともに、当座のしのぎには、Amazonなどで「大容量　プリペードsim」などと打って探すと、半年とか1年有効でよさそうなものが見つかります。また、直販サイトでは現在すでに売り切れになってしまっていますが、Calendar sim とかFuji Wifiの Sim にも容量／価格で魅力的なものがあります。Star Wifi (あえて批判的記事を引用)や、運用者が外国であることが気にならなければ CMLinkには契約期間のしばりがないので暫定的環境整備に向いているかもしれません。iVideoなどの台湾系大容量simも比較的手ごろで良いかもしれません。
　ただ、すでに「どんなときもWifi」などがおかしくなっているように、LTEの回線での使い放題プランは、今後の講義オンライン化の広がりの中で回線容量のひっ迫が起き、うまくいかなくなる可能性が大きいようにも思います。


４．ZOOM講義参加にあたってのお願い
皆さんご自身のデータ通信料節約と回線資源の有効活用のため、そして講義をできるだけ稔り多いものとするために、聴講の際、以下のことにご留意ください。

(1) 講義入室の際、ご自身の顔を出すためのビデオをオフ、マイクもミュートにしてください。（こちらから顔を出すお願いをした場合、あるいは質問などで発言される際には、ご自身でマイクのアン ミュートをしてください。）

(2) これは正式の講義なので、ZOOMで接続をされる際の表示名は氏名を正しく表示してください。
（ZOOMへの表示名で当方は講義への参加を認識しますので、「正しい氏名」の表示がないために採点上の不利益を生じることがあった場合、それは自己責任とお考えください。）

(3) なかなか音声での質問もしにくいと思いますので、その場合には、ZOOMの文字チャットの機能をご活用ください。また、受信状況や、講義方法についてのご意見も書いてくださること歓迎です。----その場合も、講義室内での正規の情報交換ですのでコメントに実名・学生証番号の情報をつけてご記入ください。学期末の講義アンケートは完全な匿名性を保証する形で行います。一方、講義内の発言は、必ず個人が特定できる形で「自分自身の顔を見せる形で」行ってください。

5. 講義内容
　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

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　教授　工学部）以外の講師陣：
藤本博志（ふじもとひろし　准教授　工学部）
武田広大（たけだ　こうだい　古関研究室大学院生）
＋JAXA 宇宙科学研究所, 新領域創成科学科 および東日本旅客鉄道株式会社からのゲスト講師　計6名(水間/久保田/中平)

6. 2020年度の講義スケジュール

(各講義タイトルは概要を示すものですので、今後、修正の可能性があります。04/04)
 　　　　　　　16:50-18:35　ZOOMオンライン／ZOOM online

(1) 4/17(Fri) 古関　ガイダンス　オンライン講義について
　初回ガイダンスの配布資料とスライドのファイルをこちらからご入手ください。
　4/17 およびその次の講義スライドのコピーをこちらでご覧ください。（暗号化pdf）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（いずれもg.eccメンバー限定）
　暗号化ファイルのパスワードは講義中の説明に従ってご入力ください。

(2) 4/24(Fri) 武田・古関  電気駆動とワイヤレス電力伝送技術
(3) 5/1(Fri) 久保田 宇宙研の紹介, 宇宙に挑む制御の技術
(4) 5/8 (Fri) 久保田   宇宙の謎を探る，月惑星探査ロボット
(-) 5/15 (Fri) ５月祭準備のため講義なし
(5) 5/22 (Fri) 古関 エネルギー変換と（鉄道車両の）電気駆動
(-) 5/29 (Fri)　講義なし（補講日）

(6) 6/5 （Fri）水間　　 交通システムの安全性とその評価技術
(7) 6/12(Fri) 藤本　　 電気自動車および電動飛行機の運動制御
(8) 6/19 (Fri) 古関　 磁気浮上とリニアモータを応用した交通システム

(9) 6/26 (Fri) 古関　鉄道を動かすエネルギーシステム　
(10) 7/3 (Fri) 古関　自動運転とパワー・マネージメントの技術
(11) 7/10 (Fri) 中平（JR東日本）・古関　電気鉄道の環境性とそれを支える電力供給技術 JRの新技術への挑戦　

1年生初年次ゼミ「モーションコントロール入門」 駒場 水曜4限 Ver. 2020/05/08

初年次ゼミ　「モーションコントロール入門---ロボットや車両を上手に動かす科学」の詳細連絡のための掲示板

ガイダンス相当の以前の動画をこちらでご覧ください！ （一部　g.eccアカウントが必要です。

動画１　動画２（学内限定）　動画３　おまけの動画４

 （動画4はプロの作成した動画なのでちょっと見栄えが良いです。）

以下は2020年度のアナウンスの内容のため、古い記述ですので無視してください。(2022/01/28)

---What's new?---

20/04/04 講義計画 初版を公開しました。
20/04/05午前にUTAS上に公開の ZOOM講義のためのリンクを変更しましたので、ご覧ください！

20/04/07 ガイダンスのスライドを追加:
                   こちらをご覧ください。　（g.eccのアカウント情報必要）
20/04/07 　Google classroomに「履修情報共有のための部屋」を設置　Class Code: 3vto6im

 水曜4限(14:55-16:40) @駒場キャンパス　KOMCEE West K201

当面　3週目からのオンライン開講になります。　

2020/05/08 GW明けから、ZOOMアクセスのセキュリティを上げ、東大内部のアカウントの所持者のみがアクセスできる設定にしますので、ご注意ください！

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まずは、ご入学おめでとうございます。これからの大学生としての学びの日々が稔り多きものとなることを願っています！古関の自己紹介に替えて、こちらをご覧ください。これからよろしくお願い申し上げます。

1. 本年度のゼミの特殊事情
　本講義は複数の講師陣によるオムニバス講義です。
　感染症拡大防止策のため、当面の講義がオンライン化されます。ZOOMでお目にかかりましょう。

　準備期間が不足する中、十分な準備ができぬままの初めての試みになります。講義の改善のため、ご意見のフィードバックを歓迎します。「初年次ゼミ　モーションコントロール入門　の改善提案」というSubjectで takafumikoseki@ieee.orgまでご意見ください。

2. オンライン講義に臨むための準備について
　電気系フリートークや、大学からのオンライン講義対応の情報ですでにインストールなどの準備ができていると思いますが

(1)  g.ecc.u-tokyo.ac.jpのアカウントをactivateする。
(2) PC等にビデオ会議ソフト　ZOOMをインストールする。
(3) UTASのシラバスの下の方にある欄で、オンライン講義に参加するためのURLを入手しておく。（自分のGoogle keep などに、参加する予定の講義とそのLinkの一覧を作っておくとよい。）

など必要な準備を自分でして、講義に臨んでください。

様々な学修内容に関しての情報共有やレポートの提出には　Google Classを用いますのでアクセスしてみてください。　
　　　Google classroomのClass Code: 3vto6im

３．講義参加準備についての個人的な参考意見
　タブレットやスマホではなくPC環境を整備されることをお薦めします。安価なChromebookや、中古のOSなしのノートPCを通販で買って、UbuntuなどのLinux系OSや　ChromeOSのフリー版であるCloudreadyをインストールすれば、3万円前後で学習に十分なPC環境を自前で準備できるでしょう。

　すでに携帯電話会社が、大学生の講義聴講のためのデータ通信特別優遇措置を発表していますが、個人的には、できればご自宅や下宿に、有線の光回線の契約をされる方がいいかと思います。

　特定の商品をお薦めするつもりは全くないのですが、ご参考情報まで。
Simフリー端末で格安Sim をお使いの方、月々の契約のデータ通信容量を一時的に引き上げるとともに、当座のしのぎには、Amazonなどで「大容量　プリペードsim」などと打って探すと、半年とか1年有効でよさそうなものが見つかります。また、直販サイトでは現在すでに売り切れになってしまっていますが、Calendar sim とかFuji Wifiの Sim にも容量／価格で魅力的なものがあります。Star Wifi (あえて批判的記事を引用)や、運用者が外国であることが気にならなければ CMLinkには契約期間のしばりがないので暫定的環境整備に向いているかもしれません。iVideoなどの台湾系大容量simも比較的手ごろで良いかもしれません。
　ただ、すでに「どんなときもWifi」などがおかしくなっているように、LTEの回線での使い放題プランは、今後の講義オンライン化の広がりの中で回線容量のひっ迫が起き、うまくいかなくなる可能性が大きいようにも思います。


４．ZOOM講義参加にあたってのお願い
皆さんご自身のデータ通信料節約と回線資源の有効活用のため、そして講義をできるだけ稔り多いものとするために、聴講の際、以下のことにご留意ください。

(1) 講義入室の際、ご自身の顔を出すためのビデオをオフ、マイクもミュートにしてください。（こちらから顔を出すお願いをした場合、あるいは質問などで発言される際には、ご自身でマイクのアン ミュートをしてください。）

(2) これは正式の講義なので、ZOOMで接続をされる際の表示名は氏名を正しく表示してください。
（ZOOMへの表示名で当方は講義への参加を認識しますので、「正しい氏名」の表示がないために採点上の不利益を生じることがあった場合、それは自己責任とお考えください。）

(3) なかなか音声での質問もしにくいと思いますので、その場合には、ZOOMの文字チャットの機能をご活用ください。また、受信状況や、講義方法についてのご意見も書いてくださること歓迎です。----その場合も、少人数制のゼミ内での正規の情報交換ですのでコメントに実名・学生証番号の情報をつけてご記入ください。学期末の講義アンケートは完全な匿名性を保証する形で行います。一方、教室内の発言は、必ず個人が特定できる形で「自分自身の顔を見せる形で」行ってください。

----本学期の講義予定----

 [1] 授業のタイプ　実験データ解析型

 [2] 学術分野（大分類/小分類）　　工学/　電気電子工学

キーワード：　物理　力学　運動方程式　微分方程式　動的システム　運動制御　ロボット　車両

[3] 目標、概要

 すでに高校の物理で習ってきたように、目の前のものから、天体に至るまで世にあるものは力学に関する物理法則にしたがって動いている。ニュートンにより提唱 された力学の法則は数学的表現では、時間に関する二階の微分方程式の形をとり、ものをうまく動かすために、その微分方程式に基づく「動的な性質」を理解し 取り扱うことが重要になる。ものの「動的な性質」に着目して対象をモデル化し、状態を計測し、リアルタイムに情報を処理して、入力をうまく決め、「思った ように物を動かす」一連の手法を制御という。ここでは、倒立振子という、そのままでは倒れてしまうものを例題に、上手にものを動かすモーションコントロー ル＝運動制御について、グループでの議論、数値計算、実験を通じて学び、数式に基づいて論理的に考えることの大切さを体験することを目的とする。

 [4] 授業の方法：　

　 序盤は、高校で学んできた物理や数学の知識をもとに、動的なシステムの理解を深めるための入門的な講義を行う。推薦参考書、webからダウンロードした電 子版のテキストやスライド配布資料などを自習に活用しながら、講師の話を聞き、TAの支援を得て練習問題をやりながら、運動方程式の基本となる微分方程式 の表現や典型的な解法、それらを簡単に扱うためのラプラス変換という演算子法などの実用的に有用な手法を体験する。

　中盤には、パーソナル コンピュータを用いて、その上にある「制御系CAD」と呼ばれる計算に便利なアプリケーションを用いて、グループワークを行う。動的システムのモデルを記 述し、時間的な波形や周波数応答などを、実際に自分で数値的に計算し、様々なグラフを描く体験を通じて、動的なシステムの取り扱いや制御器を設計するとい う作業を、数値シミュレーショの中で仮想的に体験し、グループ内での議論や講師、TAとの議論を通じて、制御の面白さを感じながら、序盤で座学を通じて学 んだ物理数学的基礎や動的なシステムの取り扱いの科学に関して、さらに理解を深める。

＜実際に教室での作業が不可能な場合、以下に変更が生じますが....＞

　終盤には、グループごとに簡単な運動制御実験の中 で、実際に制御器の設計を実体験し、理論との相違や実世界における設計や計測の難しさを体験する。それらのシミュレーションや実験の結果を比較しながら、 グループの検討の成果を、レポートと発表資料の形にまとめる。最終日に小さな「研究発表」を自分たちで行い、グループ相互の質疑を体験する。

 [5] 教科書：　なし　ただし、参考プリント電子ファイルを本ページから配布

 [6] 参考書：

 木村英紀: 制御工学の考え方―産業革命は「制御」からはじまった 講談社(ブルーバックス) 新書   2002/12/16

 森 政弘, 小川 鉱一: 初めて学ぶ基礎制御工学? 東京電機大学出版局 2001/1

 佐藤 和也, 平元 和彦, 平田 研二: はじめての制御工学　 講談社 (KS理工学専門書)

 遠山 啓 数学入門　上　下　岩波新書　-- この本は理系を志すすべての学生にお奨めです！

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古関研究室の大西助教が3年生の制御工学の講義のために準備した、Matlab入門の資料を後日ここから入手可能にします。

　

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3年生冬学期の制御CAD演習（2018年度）の資料をご参考までこちらでご覧ください。

 [7] ガイダンス　初回講義　（初回から３回目4/24の講義）

 [8] 授業計画　

(01) 全体ガイダンス（教養学部担当　中止）

　　代替としての　ガイダンス用スライドのファイル　

(02) サイエンティック・スキル講習 (教養学部担当　中止／自習)

　教養学部から必要な情報提供が電子ファイルの形で行われているかと思いますが、こちらもご参照ください。

(03) 4/22 (水)　文献検索実習　＋「第１回目　モーションコントロール入門」　　（担当教員 古関・ TA坂井）

制御工学入門：

講義：「ダイナミック」に考えることの重要さ！

制御工学とは？　運動制御は我々の生活にどのように役立っているか？　制御の難しさと面白さ　この授業の進め方

講義：　工学への数学応用は「思考の節約＝手抜き法」である！

PC演習：　Google, OPACなどを用いた検索方法、

　　　　　クラウドへのファイルの保管、　オンラインofficeの使い方

　　　　　Libreofficeを用いた文書の取りまとめ

(04) 4/29 （水）　「第2回目　モーションコントロール入門」　（担当教員 古関・TA 坂井）

スライドを用いた自己紹介：短いプレゼンテーション演習

(05) 5/13 (水)　「第3回目　モーションコントロール入門」　（担当教員 古関・TA 坂井）　　 講義：　賢い手抜き法I：　運動方程式と運動の軌跡：　線形微分方程式の解法

　サンプルファイルをこちらでご覧ください！

  Please access sample codes here.　

(06) 5/20 （水）　「第4回目　モーションコントロール入門」　（担当教員 古関・TA 坂井）

講義と演習：　賢い手抜き法II:

Octave演習続き: 運動方程式の記述を状態変数法に変換し、数値計算で運動軌跡を計算する方法

(07) 5/27 （水）　「第5回目　モーションコントロール入門」　（担当教員 古関・TA 坂井）

演習： 賢い手抜き法 III：

信号の流れを図で表現する方法

振動（ばね）と減衰（ダンパ）の数学表現---複雑な現象を身近にある簡単なモデルにあてはめて考える手抜き法

複雑な現象を身近にある簡単なモデルにあてはめて考える計算法

演習： 二次系の応答計算 

(08) 6/03 （水）　「第6回目　モーションコントロール入門」　（担当教員 古関・TA  坂井）

＋実験教材配布??

----以下は昨年度のＨＰのコピーに準拠　今後の情勢で適宜修正----

(09) 6/10 （水）　「第7回目　モーションコントロール入門」　（担当教員 古関・TA 坂井）

(10) 6/17 (水)　「第8回目　モーションコントロール入門」　

(11) 6/24 （水）　「第9回目　モーションコントロール入門」（担当教員 堀・TA 坂井）
　　　　　　　　　特別講義：電気自動車制御技術の研究について

(12) 7/01 （水）　「第10回目　モーションコントロール入門」　　（担当教員 古関・TA 坂井）　

　　　　　

(13) 7/18（水）　「第11回目　モーションコントロール入門」　　（担当教員 古関・TA 坂井）グループ成果発表と討論

4年生夏学期月曜3限 「環境電気工学」Ver. 2020/04/06

環境電気工学

Electrical Engineering from an Environmental Point of View

取りまとめ：工学部電気電子工学科　教授　　古関隆章 

(URL http://www.koseki.t.u-tokyo.ac.jp, 

e-mail: takafumikoseki　AT　ieee.org)

時間割コード ／Course Code FEN-EE4505L1

共通科目コード／Common Course Code FEN-EE4505L1

場所  当面はオンライン講義（自宅からのアクセスをお願いします。）
　工学部新２号館 工２４２号講義室／Faculty of Engineering Bldg. new 2 工２４２号講義室

月曜3限　(13:00-14:45)

---What's new?---

4/04 初版公開しました。
4/05午前にUTAS上に公開の ZOOM講義のためのリンクを変更しましたので、ご注意ください！
4/06  Google classroomに4/6の補足資料をアップロードしました。

----本学期の講義予定----

まずは、４年生へのご進学おめでとうございます。これから卒論生としての学びと研究の日々が稔り多きものとなることを願っています！古関の自己紹介に替えて、こちらをご覧ください。

1. 本年度の講義の特徴
　本講義は複数の講師陣によるオムニバス講義です。

　本年度から、国家試験である第１種電気主任技術者一次試験免除 のための「技術者倫理」「電気法規」の認定科目として、（昨年度までの「電気電子特別講義」に替えて）この講義がその内容をカバーすることになります。科目選択、単位取得の可否の判断の際、そのことにご留意ください。

感染症拡大防止策のため、当面の講義がオンライン化されます。ZOOMでお目にかかりましょう。
またレポート課題や資料の連絡を　Google Classroom で行ってみます。Google classroomに g.eccアカウントでログインし、講義のCode vfhhuci をご入力ください。さらに活発な情報交換はこちらのホワイトボードを利用してお願いします。（いずれもアクセスには g.eccアカウントからの限定です。）


　準備期間が不足する中、十分な準備ができぬままの初めての試みになります。講義の改善のため、ご意見のフィードバックを歓迎します。「講義　環境電気工学の改善提案」というSubjectで takafumikoseki@ieee.orgまでご意見ください。

2. オンライン講義に臨むための準備について
　電気系フリートークや、大学からのオンライン講義対応の情報ですでにインストールなどの準備ができていると思いますが

(1)  g.ecc.u-tokyo.ac.jpのアカウントをactivateする。
(2) PC等にビデオ会議ソフト　ZOOMをインストールする。
(3) UTASのシラバスの下の方にある欄で、オンライン講義に参加するためのURLを入手しておく。（自分のGoogle keep などに、参加する予定の講義とそのLink一覧を作っておくとよい。）

など必要な準備を自分でして、講義に臨んでください。

３．講義参加準備についての個人的な参考意見
　タブレットやスマホではなくPC環境を整備されることをお薦めします。小さな毛一剤的負担で用意を整えるには、安価なChromebookや、中古のOSなしのノートPCを通販で買って、UbuntuなどのLinux系OSや　ChromeOSのフリー版であるCloudreadyをインストールすれば、3万円前後で学習に十分なPC環境を自前で準備できるでしょう。（ただ、ZOOM参加には結構CPUパワーが必要だということをこの４月第１週の経験で思い知らされました。（泣））

　すでに携帯電話会社が、大学生の講義聴講のためのデータ通信特別優遇措置を発表していますが、個人的には、できればご自宅や下宿に、有線の光回線の契約をされる方がいいかと思います。

　特定の商品をお薦めするつもりは全くないのですが、ご参考情報まで。
Simフリー端末で格安Sim をお使いの方、月々の契約のデータ通信容量を一時的に引き上げるとともに、当座のしのぎには、Amazonなどで「大容量　プリペードsim」などと打って探すと、半年とか1年有効でよさそうなものが見つかります。また、直販サイトでは現在すでに売り切れになってしまっていますが、Calendar sim とかFuji Wifiの Sim にも容量／価格で魅力的なものがあります。Star Wifi (あえて批判的記事を引用)や CMLinkには契約期間のしばりがないので暫定的環境整備に向いているかもしれません。ただ、すでに「どんなときもWifi」などがおかしくなっているように、LTEの回線での使い放題プランは、今後の講義オンライン化の広がりの中で回線容量のひっ迫が起き、うまくいかなくなる可能性が大きいように思います。


４．ZOOM講義参加にあたってのお願い
皆さんご自身のデータ通信料節約と回線資源の有効活用のため、そして講義をできるだけ稔り多いものとするために、聴講の際、以下のことにご留意ください。

(1) 講義入室の際、ご自身の顔を出すためのビデオをオフ、マイクもミュートにしてください。（こちらから顔を出すお願いをした場合、あるいは質問などで発言される際には、ご自身でマイクのアン ミュートをしてください。）

(2) これは正式の講義なので、ZOOMで接続をされる際の表示名は氏名を正しく表示してください。
（ZOOMへの表示名で当方は講義への参加を認識しますので、「正しい氏名」の表示がないために採点上の不利益を生じることがあった場合、それは自己責任とお考えください。）

(3) なかなか音声での質問もしにくいと思いますので、その場合には、ZOOMの文字チャットの機能をご活用ください。また、受信状況や、講義方法についてのご意見も書いてくださること歓迎です。----その場合も、講義室内での正規の情報交換ですのでコメントに実名・学生証番号の情報をつけてご記入ください。学期末の講義アンケートは完全な匿名性を保証する形で行います。一方、講義内の発言は、必ず個人が特定できる形で「自分自身の顔を見せる形で」行ってください。

5. 講義予定

回数 日 曜日 テーマ 内容

(1) 4/6 ガイダンス・環境と交通システム(古関)
講義全体の説明資料をこちらからご入手ください。

(2) 4/13　関野　電磁環境と生体
(3) 4/20 小野靖　環境と新エネルギー
(4) 4/27 井　核融合エネルギー実現のためのプラズマ技術
(5) 5/11 馬場　環境と電力システム（超電導・エネルギー蓄積）
(6) 5/18 藤本　環境と電気自動車
(7) 5/25 藤井　レーザー・光技術を用いた環境計測・電力設備診断
(8) 6/1 熊田　環境と電力システム（電力機器の絶縁診断）
(9) 6/8 小野亮　 環境破壊（公害）と人間活動、環境改善技術
(10) 6/15 牧野（東京電力）・古関　原子力発電技術
(11) 6/22 下村（経済産業省）・古関　電気エネルギーに関わる法規と行政
(12) 6/29　下村（経済産業省）・古関　電気エネルギーに関わる法規と行政
(13) 7/3 松橋　環境とエネルギーシステム

3年生夏学期月曜2限 「電気機器学基礎」 Ver. 2020/04/06

---What's new?---

4/04 初版公開しました。
4/05午前にUTAS上に公開の ZOOM講義のためのリンクを変更しましたので、ご注意ください！
4/06 初頭の文の誤記を修正しました。
4/06  Google classroomに4/6の補足資料をアップロードしました。

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

まずは、3年生として本郷へのご進学おめでとうございます。これからの専門科目の学びの日々が稔り多きものとなることを願っています！古関の自己紹介に替えて、こちらをご覧ください。

1. 本年度の講義の特徴
　感染症拡大防止策のため、当面の講義がオンライン化されます。ZOOMでお目にかかりましょう。
またレポート課題や資料の連絡を　Google Classroom で行ってみます。Google classroomに g.eccアカウントでログインし、講義のCode  ywnlhpe をご入力ください。さらに積極的な意見交換をこのホワイトボードを用いてお願いします。（アクセスはg.eccアカウントからのみになります。）

　準備期間が不足する中、十分な準備ができぬままの初めての試みになります。講義の改善のため、ご意見のフィードバックを歓迎します。「講義　電気機器学基礎の改善の提案」というSubjectで takafumikoseki@ieee.orgまでご意見ください。

2. オンライン講義に臨むための準備について
　電気系フリートークや、大学からのオンライン講義対応の情報ですでにインストールなどの準備ができていると思いますが

(1)  g.ecc.u-tokyo.ac.jpのアカウントをactivateする。
(2) PC等にビデオ会議ソフト　ZOOMをインストールする。
(3) UTASのシラバスの下の方にある欄で、オンライン講義に参加するためのURLを入手しておく。（自分のGoogle keep などに、参加する予定の講義とそのLink一覧と作っておくとよい。）

など必要な準備を自分でして、講義に臨んでください。

３．講義参加準備についての個人的な参考意見
　タブレットやスマホではなくPC環境を整備されることをお薦めします。当座学科PCなども手に入りにくいでしょうから、安価なChromebookや、中古のOSなしのノートPCを通販で買って、UbuntuなどのLinux系OSや　ChromeOSのフリー版であるCloudreadyをインストールすれば、3万円前後で学習に十分なPC環境を自前で準備できるでしょう。

　すでに携帯電話会社が、大学生の講義聴講のためのデータ通信特別優遇措置を発表していますが、個人的には、できればご自宅や下宿に、有線の光回線の契約をされる方がいいかと思います。

　特定の商品をお薦めするつもりは全くないのですが、ご参考情報まで。
Simフリー端末で格安Sim をお使いの方、月々の契約のデータ通信容量を一時的に引き上げるとともに、当座のしのぎには、Amazonなどで「大容量　プリペードsim」などと打って探すと、半年とか1年有効でよさそうなものが見つかります。また、直販サイトでは現在すでに売り切れになってしまっていますが、Calendar sim とかFuji Wifiの Sim にも容量／価格で魅力的なものがあります。Star Wifi (あえて批判的記事を引用)や CMLinkには契約期間のしばりがないので暫定的環境整備に向いているかもしれません。ただ、すでに「どんなときもWifi」などがおかしくなっているように、LTEの回線での使い放題プランは、今後の講義オンライン化の広がりの中で回線容量のひっ迫が起き、うまくいかなくなる可能性が大きいように思います。


４．ZOOM講義参加にあたってのお願い
皆さんご自身のデータ通信料節約と回線資源の有効活用のため、そして講義をできるだけ稔り多いものとするために、聴講の際、以下のことにご留意ください。

(1) 講義入室の際、ご自身の顔を出すためのビデオをオフ、マイクもミュートにしてください。（こちらから顔を出すお願いをした場合、あるいは質問などで発言される際には、ご自身でマイクのアン ミュートをしてください。）

(2) これは正式の講義なので、ZOOMで接続をされる際の表示名は氏名を正しく表示してください。
（ZOOMへの表示名で当方は講義への参加を認識しますので、「正しい氏名」の表示がないために採点上の不利益を生じることがあった場合、それは自己責任とお考えください。）

(3) なかなか音声での質問もしにくいと思いますので、その場合には、ZOOMの文字チャットの機能をご活用ください。また、受信状況や、講義方法についてのご意見も書いてくださること歓迎です。----その場合も、講義室内での正規の情報交換ですのでコメントに実名・学生証番号の情報をつけてご記入ください。学期末の講義アンケートは完全な匿名性を保証する形で行います。一方、講義内の発言は、必ず個人が特定できる形で「自分自身の顔を見せる形で」行ってください。

----本学期の講義予定----

回数 日 曜日 テーマ 内容
1) 2020/04/06 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
電気機械の種類と分類
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

----レポートについての一般的注意事項----
  ★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) 2020/04/13 月
電気機械エネルギー変換の物理的基礎
エレクトロニクスとパワー
電気機器学の学問としての位置づけ
基本的な物理の復習と電気機器の議論でよく登場する物理量

3) 2020/04/20 月
思考の上手な手抜き：交流電力の考え方
瞬時電力と平均電力、 皮相電力/有効電力/無効電力
単相交流と三相交流
なぜ電力システムで三相交流が好んで用いられるのか？

4) 2020/04/27 月
磁気回路法によるモデリング（導入+変圧器の復習）
三相交流の典型的な電力測定法 ---2電力法
午後の学生実験課題との関係： 変圧器（と誘導機）の等価回路
変圧器の等価回路と測定法（ごく簡単に！）

5) 2020/05/11 月
電磁誘導における各種起電力の整理 （変圧器・回転機動作の直感的理解のために！）
誘導機の等価回路(速修)と測定法 （ごく簡単に！）

6) 2020/05/18 月
   三相対称交流と回転磁界

直流機入門I: 他励直流機とその定常的な回路方程式
　他励直流機の結線と特性の比較

7) 2020/05/25 月
直流機入門II:  各種直流機の結線と特性
　各種自励直流機の結線と特性比較 （＋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

8) 2020/06/01 月
誘導機I

3相巻線に３相対称交流電流を流すと、回転磁界（進行磁界）が自然にできることに関してこの図を見て理解を深めてください。この例の巻線は集中巻きに近く、進行磁界に講義で話した空間高調波の影響があり、進行磁界の分布波形がきれいな正弦波になっていないことも、この図のプロットの中で見取っていただけるといいと思います。

誘導機の単相等価回路
　　　誘導機の等価回路導出を説明している詳細な資料をこちらでご覧ください。

誘導電動機の原理と等価回路（＝Ｔ型、π型等価回路）
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
誘導機の始動法と比例推移特性

9) 2020/06/08 月
誘導機II
始動方法（続き　かご形誘導機の場合）
誘導機におけるエネルギーの流れ
スリップの意味と、速度、トルク特性（起動トルク 定格動作点の考え方）
誘導機の動作モード（電動機モード、逆相制動モード、回生制動モード）

円線図を用いた特性の表現

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）

10) 2020/06/15 月
6/10提出の、分巻直流機演習の復習解説

同期機 I
直流機は特別な形態の同期機と考えることもできる。
  == 三相巻線と同期発電機の原理
構造と分類, 同期機の機能, 電機子反作用
特性のモデリング(円筒形発電機の等価回路とフェーザダイアグラム)

11) 2020/06/22 月
同期機 II　
特性のモデリング(突極形発電機の等価回路とフェーザダイアグラム)
同期機の測定法

単位法・同期発電機と電力系統

12) 2020/06/29 月
同期機　III
同期発電機の出力特性
同期電動機の種類とその特長、同期電動機: トルクの発生原理 V特性と同期調相機

13) 2020/07/07 水
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？

＋期末テストに向けて： 演習問題の振り返り

14)  2020/07/## 月 期末テスト@###号教室 09:00-12:00
講義アンケートの配布
         自分で書いたA4の紙1枚持ち込み可能

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。


--- 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
  作業中で不完全ですが正誤表や演習問題の解答をここでご覧ください。
（weekly report課題を解くうえでの参考になると思います。）

---推薦参考書----
A recommended English textbook: click here!

＜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（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」

☆☆☆☆☆：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！)

☆☆☆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＞
☆☆☆☆☆：「最新小型モータが一番わかる ~基本からACモータの活用まで~ (しくみ図解)」見城 尚志, 陳 正虎, 簡 明扶 著
出版社: 技術評論社 (2013/3/27), ISBN-10: 4774155845, ISBN-13: 978-4774155845

技術に興味のある人向けの一般的な解説書ですが、写真や図が具体的で、原理的な理解を深めるのに適していると思います。

☆☆☆：（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

＜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