☆計測制御工学特論（Control and Measurement）[2304]

＜授業のねらい及び具体的な到達目標＞

この講義では制御工学の基本であるフィードバック制御について学習し，計算機を用いた解析・設計法を習得できる．具体的には，計測制御工学分野で標準的なソフトウェアであるMATLAB/Simulinkを用いて，解析・制御系設計ができるようになることを目指す．

具体的な到達目標
・フィードバック制御について理解する
・基本的なモデリングができる
・計算機を利用して基本的な制御系の解析・設計ができる

[Course aims]
This course will teach fundamentals of control design and analysis using transfer function. This includes both the practical and theoretical aspects of the topic. By the end of the course, you should be able to design controllers using MATLAB/Simulink that is a standard software for fields of control and measurement.

・Understand a fundamentals of feed back control.
・Understand fundamental modeling of the actual systems.
・Design controllers using a computer software.

＜授業計画及び準備学習＞

１　序論・フィードバック制御（キーワード：制御，システム，フィードフォワード，フィードバック）
Introduction of feedback control (Keywords: control, systems, feedforward, feedback)
２　ダイナミカルシステム （キーワード：ダイナミカルシステム，線形化）
Dynamical systems (Keywords: dynamical systems, linearization)
３　ダイナミカルシステムの過渡応答と安定性（キーワード：伝達関数，ブロック線図）
Responses and stability of dynamical systems (Keywords: transfer function, block diagrams)
４　ダイナミカルシステムの過渡応答と安定性（キーワード：インパルス応答，１次系）
Responses and stability of dynamical systems (Keywords: impulse response, first order system)
５　ダイナミカルシステムの過渡応答と安定性（キーワード：2次系，過渡応答，極，零点）
Responses and stability of dynamical systems (Keywords: second order system, response, pole, zero)
６　フィードバック制御系の特性（キーワード：安定性，感度，開ループ伝達関数）
Character of feedback systems (Keywords: stability, sensitivity, open-loop transfer function )
７　周波数応答（キーワード：周波数伝達関数，ゲイン，位相，ベクトル軌跡）
Frequent responses (Keywords: frequency transfer function, gain, phase, vector locus)
８　周波数応答（キーワード：ボード線図）
Frequent responses (Keywords: bode plot )
９　フィードバック制御系の安定性（キーワード：内部安定性，ナイキストの安定判別法，交差周波数，位相余裕，ゲイン余裕）
Stability of feedback systems (Keywords: internal stability, Nyqvist criteria, cross over frequency, phase margin, gain margin)
１０フィードバック制御系の設計演習（キーワード：MATLAB, simulink）
Design practice of feedback systems (Keywords: MATLAB, simulink)
１１フィードバック制御系の設計法（キーワード：設計手順，PID制御）
Design methods of feedback systems (Keywords: design process, PID control)
１２フィードバック制御系の設計法（キーワード：位相遅れ補償，位相進み補償）
Design methods of feedback systems (Keywords: phase lag compensator, phase lead compensator )
１３フィードバック制御系の設計演習（キーワード：磁気浮上装置）
Design practice of feedback systems (Keywords: magnetic levitation system)
１４学習の振り返り
Review of this lecture

＜成績評価方法及び水準＞

授業内に出題する小テスト，学期末に出題するレポート課題を3:7の割合で評価する．
60点以上を合格とする．

[Grade calculation]
Quizzes in the lectures and the final report will be assigned at the end of the term. The passing grade is 60.

＜教科書＞

なし．資料をキューポートで配布する．

[Text]
Nothing. Slides can be download at the Q-port.

＜参考書＞

杉江，藤田，フィードバック制御入門，コロナ社，1999

＜オフィスアワー＞

時間：月曜日 10:00-11:00
場所：新宿キャンパスA-2216

[Office hour]
12:00-13:00 Monday
Room A-2216, Shinjuku campus

＜学生へのメッセージ＞

MATLAB/Simulinkを活用することで制御工学の理解が深まることを期待する．また，この講義の内容を制御だけでなく，様々な分野の修士研究で生かしてほしい．