科目名

制御工学V

英語科目名

Control Engineering

開講年度・学期

平成19年度・前期

対象学科・専攻・学年

電子制御工学科5年

授業形態

講義

必修or選択

選択

単位数

2単位

単位種類

学修単位(30+60)h

担当教員

笠原雅人

居室(もしくは所属)

電子制御工学科棟4階

電話

0285-20-2263

E-mail

kasahara @oyama-ct.ac.jp

授業の達成目標

1.離散時間システムの安定性を説明できること.

2.伝達関数から状態方程式への変換ができること.

3.状態フィードバックの簡単な設計ができること.

4.状態観測器の簡単な設計ができること.

5.レギュレータ,サーボ系が説明できること.

 

各達成目標に対する達成度の具体的な評価方法

達成目標1〜5:試験での関連問題について60%以上の成績で達成とする.

 

評価方法

2回の試験(各90分)の相加平均で評価する.

試験における参考書、コピー、携帯電話、電卓、ノート、メモ等の持ち込みは不可

 

授業内容

授業内容に対する自宅学習項目

自宅学習時間 (時間)

1.離散時間システムの応答と安定性

第3章1〜4節を要約し,授業の前に提出する.連続時間システム(1,2次系)の伝達関数を定め,安定性を確認する.また,このシステムを離散時間システムに直し,安定性を確認する.

2.離散時間システムの安定性(Juryの安定判別)

第3章の演習問題を行う.5次の離散時間システムの特性方程式をつくり,安定判別を行う.

 

3.離散時間システムの安定性(双一次変換,リヤプノフ安定)

漸近安定について調べる.

 

4.可制御性と可観測性

第4章1節を要約し,授業の前に提出する.可制御性と可観測性の定義を調べる.

5.システムの対角化

第4章2節を要約し,授業の前に提出する.3×3の状態で示されるシステムを設定し,伝達関数を求める.また,このシステムの可制御性,可観測性を確認する.

 

6.伝達関数から状態方程式への変換

パルス伝達関数(3次系)で示されるシステムを設定し,可制御正準形,可観測正準形に変形する.

 

7.状態方程式の正準形への変換

第4章の演習問題を行う.伝達関数を設定し,可制御正準形になおし,行列を用いて可観測正準形に変形する.

 

(前期中間試験)

 

 

8.状態方程式からブロック線図

状態方程式(3×3)を設定し,ブロック線図に変形する.

9.状態フィードバック(極配置問題)

第5章1節を要約し,授業の前に提出する.状態方程式を設定し,適切な極を与え,状態フィードバックゲインを決定する.

 

10.状態フィードバック(デッドビート制御)

第5章2節を要約し(特にデッドビート制御と信号の関係について),授業の前に提出する.状態方程式を設定し,デッドビート制御のゲインを設計する.

11.状態観測器

第5章3節を要約し,授業の前に提出する.状態方程式を設定し,状態観測器を設計する.

 

12.リカッチ方程式

第5章4節を要約し,授業前に提出する.リカッチ方程式を導出する.また,リカッチ方程式の解法について調べる.

13.最適レギュレータ

状態方程式を設定し,適切な極を与え,状態観測器,最適レギュレータの設計を行う.また,システムの構造をブロック線図にまとめる.

 

14.サーボ問題

第5章5節を要約し,授業の前に提出する.状態方程式を設定し,サーボ系を設計する.

15.そのほかの制御

極配置問題による設計法以外の制御法について調べる.

(前期期末試験)

 

自宅学習時間合計

60

キーワード

安定性,可制御性,可観測性,正準形,極配置問題,状態フィードバック,状態観測器

教科書

中溝 ほか「ディジタル制御の講義と演習」,日新出版(1997)

参考書

 

小山高専の教育方針@〜Eとの対応

B

技術者教育プログラムの学習・教育目標

A−1) ( B−2

JABEE基準1の(1)との関係

(c)(d-1)

カリキュラム中の位置づけ

前年度までの関連科目

 

現学年の関連科目

 

次年度以降の関連科目

 

連絡事項

毎週、課題を出題します。提出は求めませんが、定期試験時に楽になると思います。

 

シラバス作成年月日:平成19年3月26日