授業科目

自動制御
Automatic Control 

担当者

教授   江上 正
後 水2

単位

2

到達目標

 本講義の到達目標は、受講生が、①周波数応答の概念を理解すること、②周波数応答の表現法として周波数特性を理解すること、③安定性の概念および安定判別法について理解すること、④状態方程式、極配置など現代制御の基本的な内容を理解すること、等々を通じて自動制御について数式を用いた扱い方を理解することである。

授業内容

 「自動制御Ⅰ」では制御対象の入出力関係に着目した伝達関数によってシステムを記述する古典制御理論について過渡応答まで学んできた。本講義の前半においてはまず、「自動制御Ⅰ」の内容に引き続いて周波数応答、周波数特性、安定性について講義と演習を行う。「自動制御Ⅰ」で学んだ内容は、いわば制御を学ぶための準備や導入といったものであり、ここで初めて制御そのものの内容を行うことになる。その内容についての中間試験も行う。
 ついで後半では、現代制御理論について講義と演習を行う。その際、現代制御については、それがどのようなものであるかを理解してもらうことを目的とし、基本的な内容についてできるだけ詳細に解説する。現代制御理論は一般に1960年以降に発展した制御理論であり、入出力関係に着目した伝達関数によってシステムを記述する古典制御に代わり、システムの内部状態を記述する状態方程式を基礎とし、多変数系を扱えることが特徴である。そのため適用範囲はサーボ系からプロセス系まで広く及んでおり、産業界においてもマイクロコンピュータなどの急速な進歩にともなって、大規模システムや複雑なシステムにおいては、この現代制御が多く使われるようになってきている。

授業計画

 具体的な授業計画は以下の通りである。なお、下記の計画は一応の目安であり、受講学生の理解度により変更の可能性もある。
「自動制御Ⅰ」の内容が基本となるので、必ずこの内容を復習しておくこと。後半の現代制御では,線形代数が基礎となるので
この復習をしておくこと。
1.本講義のガイダンス(本講義の授業運営、成績評価、授業計画、授業内容について、シラバスの記載事項を確認しつつ説明)
2.周波数応答(周波数応答について)
3.周波数特性1(ベクトル軌跡)
4.周波数特性2(1次系のボード線図)
5.周波数特性3(2次系のボード線図)
6.PID制御系の周波数特性
7.安定性の概念、ラウス・フルヴィッツの安定判別法
8.ナイキストの安定判別法と安定度1(ナイキストの安定判別法について)
9.ナイキストの安定判別法と安定度2(安定度について)
10.中間試験及び解説/質疑応答
11.中間試験結果の解説及び復習/質疑応答、制御応用事例紹介
12.状態方程式と状態変数線図
13.状態方程式と伝達関数、状態方程式の解
14.状態フィードバックと極配置/本講義のまとめ

授業運営

 毎回、プロジェクターを用いて,教科書に沿って講義と演習を行い、小テストを行う。空白部分のある配付資料は毎回ドットキャンパスにアップするので、事前に必ずダウンロードしておくこと.配付資料および教科書がないと講義や演習の内容が理解できないので、必ずこれらとノートは携帯すること。これらの未携帯者は出席とは見なさないことがある。「自動制御Ⅰ」の講義ノートは毎回持参すること。理解と興味を深めるために随時ビデオなどを用いる。配付資料の空白部分を埋める形の演習により各人の理解の程度を確認しながら進めて行く。
 なお本講義は前期の「自動制御Ⅰ」から引き続いた内容を行うため、この科目を履修するためには前期の「自動制御Ⅰ」を履修していることを条件とする。「自動制御Ⅱ」から履修することは原則として認めない。また、講義中の私語、飲食、携帯メール及び無用な出入りは厳禁とする。

評価方法

 毎回の講義における小テスト、レポート、中間試験および期末試験によって評価する。その重みは、だいたい小テスト15%、レポート20%、中間試験および期末試験で約65%として総合評価する。中間試験と期末試験の重みは同じである。ただし、講義に70%以上出席していない場合には評価対象にならない。

オフィスアワー

 火曜日5限12号館310室、および電子メールにても対応する。
メールアドレス:egami@kanagawa-u.ac.jp

使用書

 江上正、土谷武士『現代制御工学-基礎から応用へー』第1刷[産業図書]2017年
 毎回必ず持参すること。未携帯者は出席とは見なさないことがある。

参考書

 土谷武士、江上正『基礎システム制御工学』第6刷[森北出版]2012年
 中溝高好、小林伸明『システム制御の講義と演習』[日新出版]1992年

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