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科目名：制御工学Ⅱ（英文科目名：Control
Engineering II）
２単位 必修 電子制御工学科４年 後期 講義+演習
担当教官：笠原雅人（居室：電子制御工学棟４階）
Tel:0285-20-2263 Email:kasahara@oyama-ct.ac.jp
授業目的：
・連続時間系の基本的な設計法の修得
・ディジタル計算機を使った自動制御の基礎知識の修得
１．離散時間システムの理解
２．差分方程式とz変換の理解
３．連続時間システムの離散化の理解
４．離散時間システムにおける安定の条件の理解
５．状態方程式の理解
達成目標：
・位相進み回路，位相遅れ回路での設計ができること
・差分方程式，パルス伝達関数，状態方程式で説明できること
・離散時間システムの安定の条件，可制御性，可観測性が説明できること
学習保証時間：
lecture:
50*4/60[H/week]*14[week/yr.]+
exam.: 90/60[H/time]*2[time/yr.] =50.7[H/yr.]
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教科書：中溝 高好ほか「ディジタル制御の講義と演習」日新出版（１９９７）
参考書：添田 喬ほか「自動制御の講義と演習」日新出版（１９９８）
高木 章二ほか「ディジタル制御入門」オーム社（１９９０）
黒須 茂「制御工学入門」（１９８５）
学習方法：
予習―事前に教科書を読み,疑問点を明確にする．
授業―講義内容とノートに整理し,理解する．疑問点は随時質問する．
授業中に与えられた課題を自ら解く．
復習―参考書の演習や教科書の問題を解いてみる．
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キーワード：
連続時間システム：位相進み回路，位相遅れ回路，
離散時間システム：z変換，差分方程式，パルス伝達関数，０次ホールド回路
安定の条件，可制御，可観測，正準形，状態フィードバック
授業内容：
１．連続時間システムの復習 制御の性能
２．連続時間システムの設計 位相進み回路
３．連続時間システムの設計 位相遅れ回路
４．連続時間システムの設計 演習
５．連続時間システムの設計 演習
６．ディジタル制御の基礎概念 離散時間システム
７．ディジタル制御の基礎概念 離散信号
８．ｚ変換法 基本的な関数
９．ｚ変換法 ｚ変換の性質
１０．ｚ変換法 逆ｚ変換
１１．ｚ変換法 差分方程式への応用
１２．ｚ変換法 演習
１３．離散時間システムの特性 サンプラ，ホールド回路
１４．離散時間システムの特性 サンプリング定理
（中間試験）
１５．離散時間システムの特性 連続時間システム（状態方程式）の離散化
１６．離散時間システムの特性 ホールド回路を考慮したシステムの離散化
１７．離散時間システムの特性 離散時間の応答（インパルス応答，ステップ応答）
１８．離散時間システムの特性 離散時間の応答（周波数応答，定常偏差）
１９．離散時間システムの特性 演習
２０．離散時間システムの特性 離散時間システムの安定性（ジュリーの安定判別法）
２１．離散時間システムの特性 離散時間システムの安定性（安定の必要条件）
２２．離散時間システムの特性 離散時間システムの安定性（リアプノフ安定）
２３．離散時間システムの特性 演習
２４．離散時間システムの構造 可制御性
２５．離散時間システムの構造 可観測性
２６．離散時間システムの構造 伝達関数から状態方程式
２７．離散時間システムの構造 正準形への変換
２８．離散時間システムの構造 演習
（期末試験）
授業方法：
講義を中心として，適宜課題を与える．講義の内容ごとに演習を行い，
学習の達成度を知らせる．教室内での私語，歩き回り，その他周囲に
影響を与えた場合は退場を命じる．
なお欠席等により授業内容を理解できなかった場合の責任は当人に求め，
授業内容の欠損部分は本人の自習等による獲得を強く求める．
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カリキュラム中の位置づけ：
電子制御工学科専門科目の中で，基礎となる科目である．
電子制御工学プログラムの中で，制御系科目の根幹をなす科目である．
この科目を学ぶために先行して理解する必要のある科目：
数学（三角関数，数列，線形代数），自然科学（力学）
電気工学（電気回路），制御工学Ⅰ（ブロック線図，ラプラス変換，
伝達関数，過渡応答，周波数応答，フィードバック制御）
この科目と同時に学ぶ関連科目：
情報理論（サンプリング定理）
この科目の後に学ぶ関連科目：
制御工学特論，システム設計，現代制御理論，動的システム同定論
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評価方法：
原則として，中間試験，期末試験，２回の不定期試験で評価する．
授業への参加態度として小テスト，課題の提出などを評価に加える．
基本的に出欠は評価に重視しない．ただし，欠席が目に付く場合には，
上記の評価に出席率を乗じることがある．
定期試験実施法：
試験時間は９０分とする．試験の内容に応じて，電卓，手書きのノート，
教科書，参考書，コピーの持ち込みを許可することがあり，授業中に指示する．
カンニングが１度でも発覚した場合は，最終評価に４９点を超える点数はつけない．
答案に出席番号および氏名の記入がない場合は，回答の内容にかかわらず０点にする
場合がある．
連絡事項：
理解困難な点は随時学習相談に応じる．電子メールでも受け付ける．
学生へのメッセージ：
制御工学の学習には，数学の基礎知識が必要です．
理解する1つの方法として，具体的な問題を解いてみることが必要です．
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