コンピュータ制御(Computer-Controlled Systems)
専攻選択・必修開設時期単位数授業形態担 当
情報電子選択2年前2講義山田健仁
【授業の概要】
「制御工学」の知識を前提として、コンピュータ制御システムの解析法と設計法について座学と演習を通して修得していく。特に、コンピュータ制御システムの構成、Z変換とパルス伝達関数、状態空間法による解析について各授業項目を通して学ぶ。
【学修の進め方】
座学の講義と演習、質疑応答と演習・実験を行う。自宅での復習や課外でのレポート作成が成されていることを前提として講義を進める。適宜、Matlabを使用した演習を行い、理解を深める。
【授業計画】 【授業項目】 【内 容】
1 回 制御工学の復習 伝達関数、特性方程式、極と安定性の復習。
2 回 コンピュータ制御システムの概要 コンピュータ制御システムの構成とその解析・設計手順を学ぶ。
3 回 連続時間信号のサンプリング サンプリングの問題と量子化誤差、エリアシングについて学ぶ。
4 回 離散時間システム 離散時間系の表現とパルス伝達関数について学ぶ。
5 回 離散時間システムの解析 状態空間モデル、可制御、可観測、安定性などについて学ぶ。
6 回 外乱モデル 外乱のモデル化手法について学ぶ。
7 回 設計の概要 コンピュータ制御システムの設計法の様々な手法について学ぶ。
8 回 アナログ設計の翻訳 アナログ制御システムからの近似によりコンピュータ制御システムを設計する手法について学ぶ。
9 回 状態空間法(1) 状態フィードバック極配置に基づくレギュレータについて学ぶ。
10 回 状態空間法(2) オブザーバ、サーボ問題について学ぶ。
11 回 LabVIEW制御系解析 LabVIEWを使用したコンピュータ制御系設計を学ぶ。
12 回 LabVIEW制御系シミュレーション LabVIEWを使用したコンピュータ制御システムのシミュレーション手法を学ぶ。
13 回 LabVIEWによる制御実験(1) LabVIEWを使用した制御実験を体験する。
14 回 LabVIEWによる制御実験(2) LabVIEWを使用した制御実験を体験する。
15 回 期末試験 コンピュータ制御システムの解析法、設計法に関して、演習課題、及び演習からの類題を出題する。
16 回 まとめ 試験の解答・解説を行う。
【到達目標】連続時間制御系と離散時間制御系の相違、Z変換とラプラス変換、パルス伝達関数について理解し、説明できること、また、基本的なコンピュータ制御システムの解析手法に関して理解することを到達目標とする。
【徳山高専学習・教育目標】C1【JABEE基準】1(2)d-1
【評価法】試験の結果とレポートで評価する。
総合評価点=試験(100点)×0.8+レポート(20点)
【テキスト】教科書:青木立、西堀俊幸『ディジタル制御』(コロナ社)
参考図書:『高校数学でマスターする現代制御とディジタル制御―本質の理解からMat@Scilabによる実践まで』(コロナ社)
     木村英紀『制御工学の考え方』(講談社)
     斉藤制海、徐粒『制御工学』(森北出版)     
【関連科目】本科:ディジタル信号処理(5年) 専攻科:制御工学(1年)