科目名 : 自動制御工学

科目コード 60260
配当学年 3年
開講期 前期
曜時限 火曜・1時限
講義室 電総大
単位数 2
履修者制限
講義形態 講義
言語
担当教員 萩原朋道・古谷栄光

講義概要

フィードバック制御の基礎理論,とくに連続時間線形システムの周波数領域における取り扱いについて講述する.すなわち,ラプラス変換,伝達関数,ブロック線図,過渡応答,周波数応答,安定判別法などを通して,制御系設計の考え方の基礎について述べる.教科書の第1章~第4章ならびに第5章前半(線形フィードバック制御系の周波数領域における取り扱いの基本的な考え方)の理解を目標とする.講義は教科書に沿って進めるが,理論的な取り扱いの枠組み,および基礎となる考え方や概念についての相互的な関係に関する説明などに重点をおき,一部の詳細については各自の自習に適宜ゆだねる.とくに前半部分については演習問題をレポートとして課すなどの方法により講義内容の習得を図る.

評価方法

レポート課題は復習の動機付けを与えることに主眼をおくものとし,成績評価は原則として定期試験により行う.

最終目標

線形フィードバック制御系の周波数領域における取り扱いの基本的な考え方について習得する.とくに,ラプラス変換とその役割,制御系の応答と安定性ならびに性能評価,周波数応答とその表現法,などを中心に,それらの相互関連について深く理解する.

講義計画

項目 回数 内容説明
フィードバック制御の概要とラプラス変換 4〜5 まず,フィードバック制御の基本的な考え方や問題の所在などについて述べ,フィードバック制御理論の発展の歴史やそれを踏まえた講義内容の位置づけなどに触れる.続いて,フィードバック制御系を扱う上での重要な道具となるラプラス変換とその応用例について述べ,ラプラス変換に基づき基本的なシステムの伝達関数表現を導入する.
ブロック線図とフィードバック制御系 3〜4 ブロック線図およびその等価変換を紹介した後,フィードバック制御系の取り扱い方とその性能を評価する上での考え方について簡単に触れる.続いて,いくつかの簡単な制御系を例にとり,ステップ応答の解析を通してフィードバック制御系の性質ならびにその役割を明らかにする.
システムの応答と安定性 1〜2 一般的なシステムの応答に関する性質や,フィードバック制御系の安定性に関するラウスの安定判別法などについて述べる.
周波数応答 4〜5 周波数応答の定義と表現法(ベクトル軌跡とボード線図),基本的なシステムのボード線図とその合成,周波数応答に基づくナイキストの安定判別法,ならびに安定余裕などについて述べる.さらに,定期試験に関する講評などを通して,以上の講義内容全体に関する学習到達度の確認を行う.

教科書

荒木光彦:古典制御理論[基礎編] (培風館)

参考書

予備知識

複素関数論(複素数と複素関数についての基本的知識)

授業URL

学内から http://www-lab22.kuee.kyoto-u.ac.jp/~hagiwara/ku/AC/

その他

当該年度の授業回数などに応じて内容や順序を一部変更することがある.