科目名現代制御理論英文科目名担当教員 Modern Control Theory 教授成清辰生メール開講学期 5 単位数 2 n-tatsuo 授業の目的・方針現代制御理論の基礎を習得し、様々な工学的な問題に対して理論的なアプローチができる能力を養成することを目的とする。現代制御理論の理解には、古典理論や線形代数などの数学的知見が要求される。本講義では、必要に応じて古典理論や数学を復習し、理論的に厳密な議論を行うよう努める。現代制御理論は、状態空間でシステム表現を行うため、分布定数系や非線形系の数学的表現も可能であり、多入力多出力系も取り扱うことができる。このため、伝達関数を用いる古典制御に比してより精緻な理論体系を持つ。本講義においては、主に 1 入力 1 出力系を対象にしたモデル化・解析・設計の一連の理論体系を学ぶ。授業の達成目標（この授業科目終了時において達成すべき重要な目標） ①状態空間の概念を理解し、状態方程式を用いたシステム表現ができる。 ②可制御性と可観測性の概念を理解し、その判定条件を用いた判定ができる。 ③レギュレータとオブザーバの設計法を理解し、その設計ができる。 ④サーボ制御系の設計法を理解し、その設計ができる。 ⑤最適レギュレータの設計法を理解し、その設計ができる。ディプロマポリシーに基づく学習・教育目標〔対応する授業の達成目標〕 ― ◎ （ⅰ）十分な工学基礎の知識を修得し、それを工学分野の学習、研究に適用する能力（ⅱ）機械システム、電子情報および物質工学の各分野の基礎知識とこれらの内少なくとも１分野の専門知識・技術ならびにそれらを応用する能力〔〕〔①∼⑤〕〇（ⅲ）目標を把握し、解決策を立て実行する問題解決能力 ― （ⅳ）物事に対して幅広い見方、考え方ができ、技術者の果たすべき役割と社会的責任を理解する能力〔〕 ― （ⅴ）日本語による的確なコミュニケーション能力および英語による基本的なコミュニケーション能力〔〕〔①∼⑤〕成績評価の方法〔評価対象となる授業の達成目標〕宿題 10%〔①∼⑤〕定期試験 90%〔①∼⑤〕授業時間外の学習〔準備学習等〕および学習上の注意事項宿題を課すので、必ず指定された期日までに学生部へ提出すること。解答は Moodle にアップロードするので、必ず確認すること。 ※履修しておくことが望ましい科目「制御工学基礎」、「常微分方程式」、「線形代数１および演習」、「線形代数２」教科書白石昌武著「入門現代制御理論」（日刊工業新聞社）2000 年 ISBN4-526-03690-0 参考書なし授業計画回テーマ内容範囲（章、ページ番号） 1 準備(1) ベクトル空間、行列および行列式 P.163∼P.176 2 準備(2) 固有値、固有ベクトルおよび標準形 P.177∼P.186 3 状態空間と状態方程式(1) 状態空間法(1) P.19∼P.30 4 状態空間と状態方程式(2) 状態空間法(2) P.37∼P.51 5 線形システムの数学的構造(1) 線形システムの安定性 P.52∼P.56 6 線形システムの数学的構造(2) 可制御性と可観測性(1) P.57∼P.62 7 線形システムの数学的構造(3) 可制御性と可観測性(2) P.63∼P.67 8 線形システムの数学的構造(4) 可制御標準形と可観測標準形 P.73∼P.83 9 線形システムの数学的構造(5) 伝達関数の実現 P.30∼P.37 10 フィードバック制御の基礎(1) 状態フィードバックとレギュレータ P.84∼P.87 11 フィードバック制御の基礎(2) 状態フィードバックによる極指定 P.87∼P.92 12 フィードバック制御の基礎(3) 最適レギュレータの設計法(1) P.97∼P.103 13 フィードバック制御の基礎(4) 最適レギュレータの設計法(2) P.104∼P.108 14 オブザーバ(1) 同一次元オブザーバ P.109∼P.113 15 オブザーバ(2) オブザーバを用いた状態フィードバック制御系の特徴 P.123∼P.130 16 定期試験授業オフィスアワー（曜日・時間帯・場所等）開講日の６時限（18 時∼19 時 30 分）。場所は研究室(3212)。