科目名 : ディジタル制御

科目コード 60270
配当学年 3年
開講期 後期
曜時限 火曜・4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・蛯原義雄

講義概要

自動制御工学に引き続き,ディジタル制御の基礎理論について講述する.まず,z 変換やパルス伝達関数といった概念に基づく,離散時間信号ならびに離散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論じる.続いて,ディジタル補償要素,ならびにそのプログラムと周波数応答,閉ループ制御系の安定性と定常偏差,サンプリング周期選定とアンチ・エイリアシング・フィルタなどについて論じる.これらを通してディジタル制御系の取扱いに関する基本的な考え方を習得する.とくに計算手法の習得を目的としたレポート課題に対する演習を通して,講義内容の全体像把握の手助けを図る.

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

ディジタル制御系の基本的な構成,考え方,付随する諸問題とその対策について習得する.とくに,z 変換とその役割,制御対象の離散化,連続時間制御系の解析と比べた類似点と相違点,エイリアシングなどについて深く理解する.

講義計画

項目 回数 内容説明
ディジタル制御の概要と z 変換 4〜5 まず,ディジタル制御系の基本的な構成とそれに付随する諸問題について述べる.続いて,ディジタル制御系を扱う上での重要な道具となる z 変換とその応用例について講述した後,サンプラの周波数領域での表現とエイリアシングについて述べる.
パルス伝達関数,周波数応答とディジタル補償要素 4〜5 ディジタル制御系の基本要素となるホールド回路とパルス伝達関数について述べ,制御対象の離散化という考え方やディジタル補償要素のパルス伝達関数ならびにプログラムについて論じる.続いて,離散時間システムの過渡応答,安定性と周波数応答,ならびに基本的なディジタル補償要素について述べる.
閉ループディジタル制御系 5〜6 制御対象や外乱の離散化を通して,閉ループディジタル制御系をパルス伝達関数に基づいて解析する方法を導入する.続いて,この方法に基づき,閉ループ系の安定性と安定判別法,ならびに定常偏差等について論じる.また,ディジタル制御系における外乱への対処の考え方について論じ,サンプリング周期の選定やアンチ・エイリアシング・フィルタなど,制御系設計における重要な話題にも触れる.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:ディジタル制御理論入門 (朝倉書店)

参考書

予備知識

自動制御工学, 電気電子プログラミング及演習(プログラミングに関する初歩的な理解)

授業URL

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

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.