現代制御工学（Modern Control Engineering）[4B12]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

現代制御理論の基礎を確実に理解することを目指す。数学的基礎として線形代数学を復習し，自動制御との関連も十分認識したい。その上で現代制御理論を支える基本概念を把握できる授業にしたい。古典制御と現代制御の関連を意識でき、状態フィードバックやオブザーバの概念を理解できるようにすることが目標である。
（JABEE　機械システム基礎工学プログラムの学習・教育目標）
＜Ｄ−２（システム工学）＞：◎
＜Ｃ−１（基礎科学）＞：〇
（JABEE　基本キーワード）　
＜数学系＞，＜古典制御＞，＜現代制御＞
（JABEE　個別キーワード）　
＜代数学＞，＜伝達関数＞，＜状態方程式＞，＜可制御・可観測＞
＜状態フィードバック＞，＜オブザーバ＞

（前提となる基礎知識と修得後の展開）
本科目を履修する前に「数学I」，「数学II」，「線形代数学I」，「線形代数学II」，「微分方程式論」，「制御工学I」を履修しておくこと。また、この授業の内容は、4年次での卒論で関係することも考えられる。

＜授業計画及び準備学習＞

1. 古典制御と現代制御の対比
2. システムの状態方程式表現１（導出、ブロック線図、等価変換）
3. システムの状態方程式表現２（伝達関数との関係）
4. 可制御性の定義と基本定理
5. 可制御正準形
6. 可観測性の定義と基本定理
7. 可観測正準形
8. 可制御性と可観測性の双対性　
9. 線形システムの安定性
10. 状態フィードバック制御と極配置
11. 状態フィードバック制御と極配置（練習問題）　
12. 状態観測器の原理
13. 状態観測器を用いた状態フィードバック制御（練習問題）　
14. 最適制御
15. 定期試験

＜成績評価方法及び水準＞

レポート課題（各10点）× 3回 + 定期試験（100点）× 0.7
「機械システム基礎工学プログラム」の学習・教育目標Ｄ−２（システム工学），Ｃ−１（基礎科学）は、上記の成績評価方法によって算出された合計点が60点以上を持って達成される。

＜教科書＞

使用しない。講義ノートによる。

＜参考書＞

「システム制御の講義と演習」中溝高好，小林伸明共著(日新出版)

＜オフィスアワー＞

授業時間のあと対応する。その他の時間であればメールで受け付ける。返事をメールでするか本人に直接するかは適当に判断して対応する。メールアドレスはat13255@ns.kogakuin.ac.jpである。

＜学生へのメッセージ＞

この授業は，数学の知識(線形代数学と微分方程式)を必要とすることと抽象的に考えられる能力が大切である。１，２年生での学習をきちんとやっておくことが重要である。

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