線形制御理論

科目ナンバリング U-ENG29 39072 LJ72
U-ENG29 39072 LJ10
開講年度・開講期 2021 ・ 後期
単位数 2 単位 授業形態 講義
配当学年 対象学生
使用言語 日本語 曜時限 水3
教員 太田 快人 (情報学研究科 教授)
加嶋 健司 (情報学研究科 准教授)
授業の概要・目的 ドローン・自動運転・ロボットなど,様々な分野の動的なシステムの解析・設計に用いられるフィードバック制御の理論について,その基礎を学びます.ラプラス変換を用いて,フィードバック制御系の解析方法と安定性の判別法,サーボ系の設計理論などフィードバック制御の基礎について講述します.
到達目標 フィードバック制御系の解析の基礎を理解し,周波数応答に基づく設計手法を習得することが目標です.
授業計画と内容 フィードバック制御とは【1週】 自動制御の考え方・歴史・最先技術を紹介しながら,フィードバック制御とは何かについて概説します.
ラプラス変換【2週】 ラプラス変換とその基本的性質およびラプラス変換による微分方程式の解法などについて学びます.
システムモデルと伝達関数【1週】 システムのインパルス応答,伝達関数など線形定係数システムの入出力表現とブロック線図による制御系の表現について学びます.
過渡応答とシステムの安定性【1週】 1次と2次の伝達関数のインパルス応答とステップ応答の性質について学びます.
周波数応答【2週】 正弦波入力に対する線形システムの応答を特徴づける周波数応答,ベクトル軌跡,ボード線図について学びます.
フィードバック系の安定性【1週】
伝達関数のベクトル軌跡を利用してフィードバック系の安定性を判別するナイキストの方法について講義し,ゲイン余裕や位相余裕などの概念を説明します.
安定判別法【1週】 線形システムのラウス・フルビッツの安定判別法について学びます.
フィードバック制御系の特性【3週】
感度関数を用いて閉ループ系の特徴について述べた後,制御系の型,サーボ系を設計するための基本原理である内部モデル原理などについて講義します.またフィードバック制御の性能限界について説明します.
ループ整形手法【2週】 PID制御チューニング、位相進み遅れ補償について講義します.
学習到達度の確認【1週】
成績評価の方法・観点 レポートおよび期末試験の評点により成績を評価します.
履修要件 システム解析入門(90070),工業数学A3(20700)を受講しておくと理解がしやすいでしょう.
授業外学習(予習・復習)等 基本的に毎回,レポート課題を出します.
教科書 フィードバック制御入門, 杉江・藤田, (コロナ社), ISBN:4339033030
参考書等 新版フィードバック制御の基礎, 片山, (朝倉書店), ISBN:4254201117
関連URL
PAGE TOP