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現在位置: ホーム シラバス集(2019年度) 工学部 情報学科 システム工学実験(数理:H26以降入学者)

システム工学実験(数理:H26以降入学者)

ナンバリング
  • U-ENG29 39132 EJ10
  • U-ENG29 39132 EJ72
シラバスID tech_1794
開講年度・開講期 後期
授業形態 実験
対象学生 Undergraduate
使用言語 日本語
曜時限 木3・4・金3・4
教員
  • 劉 言(情報学研究科)
  • 大木 健太郎(情報学研究科)
  • 新納 和樹(情報学研究科)
授業の概要・目的 システム工学は,(1)システムモデリング,(2)システム解析,(3)システム制御の三要素を根幹としている.本実験科目では,三種類の異なる実システムへシステム工学の知識を適用することを通して,これまで習得した知識に対する理解を深める.とくにアクティブ消音,フレキシブルリンクおよび倒立振子の制御を計算機シミュレーションと実機実験を通してその制御手法を習得する.履修者は交代で3課題をすべて履修する.そのため,初回ガイダンス時,3つのグループにグループ分けする.
到達目標 実システムの制御実験を通して,つぎに挙げる理論知識に対する理解を深める.
・第一原理にもとづく物理モデリング
・実験によるパラメータ同定
・システムの周波数応答と安定性の解析
・システムの安定化と最適制御
また,実システムの動作を通して,実際の現象と理論とのギャップを考察し,その原因からシステムの特性を掴み,現実のシステムに生じうる問題に対する解決策を身につける.さらに,実機実験を通して学んだこれらの知識を,発表およびレポートで正確に表現することを目標とする.
授業計画と内容 ガイダンス,1回,各実験課題の概説およびグループ分け
アクティブ消音制御実験,9回,1.アクティブ消音の原理\\ 2.DSPの基礎知識,プログラミング\\ 3.動作実験\\ 4.時間応答,周波数応答の解析\\ *実施にあたって,数値計算ソフトウェアScilabを用いる.
フレキシブルリンクの制御実験,9回,1.周波数伝達関数の逐次推定とパラメータ同定\\ 2.ステップ目標値への追従制御\\ 3.2自由度制御器の設計\\ 4.作成した目標応答への追従制御実験\\ *実施にあたって,Scilabおよび制御用ソフトMATLAB/SIMULINKを用いる.
倒立振子の制御実験,9回, 1.倒立振子の物理モデルの導出とパラメータの推定\\ 2.状態空間法に基づく制御系の設計\\ 3.オブザーバによる状態変数の推定\\ 4.極配置,最適レギュレータによる倒立振子の安定化\\ 5.倒立振子の振り上げ制御\\ *実施にあたって,Scilabおよび制御用ソフトMATLAB/SIMULINKを用いる.
成績評価の方法・観点及び達成度 平常点,各実験課題のレポートにより成績を評価する.課題に取り組む姿勢,工夫,グループワークなどに見られる態度も重要視する.
履修要件 システム解析入門(90070)および線形制御理論(90720; 同時期開講)を履修していることが望ましい.
授業外学習(予習・復習)等 各実験項目の発表やレポート課題に向けてしっかり準備しておくこと.
教科書
  • 必要に応じて,担当教員らが作成した実験テキストを配布する.
参考書等
  • 片山徹: フィードバック制御の基礎,朝倉書店 (2002) isbn{}{4254201117} 川田昌克,西岡勝博: MATLAB/Simulinkによるわかりやすい制御工学,森北出版 (2001) isbn{}{462791721X} 足立修一: システム同定の基礎,東京電機大学出版 (2009) isbn{}{4501114800} Doyle, Francis and Tannenbaum(藤井監訳): フィードバック制御の理論, コロナ社(1996) isbn{}{4339031585} Doyle, Francis and Tannenbaum: Feedback Control Theory, Prentice Hall (1992) isbn{}{0023300116} Ljung: System Identification, 2nd edition, Prentice Hall (1999) isbn{}{0136566952}