E0121300

線形システム解析

Linear-System Analysis

開講部

工学部

開講学科

電気工学科

開講学年

2年次

開講時期

後期

単位数

2

単位区分

選択必修

系列区分

専門

講義区分

講義
教授水川真この先生のアンケート一覧を参照

授業の概要

 この講義では、物理世界、工学系のみならず社会経済活動など様々なシステムを表現し、制御するための基本となる線形制御システム関して
・線形システムの構造論
・モデル化の方法
・表現方法
・解法
を直感的に理解することを目的とする。
 そのため、1自由度(1入力1出力)系の特性評価・計算法、設計論を主題材とする。
 講義に当っては、ほぼ毎回、演習または宿題を課し、達成度を確認しつつ実施する。

達成目標

1.システムの構造を分析できる
(授業計画1,2に対応)
2.システムの構造を客観的・数学的に表現できる
(授業計画3-7に対応)
3.数学モデルからシステムの構造を表現できる
(授業計画9-10に対応)
4.システムの特性を数学的に解析できる
(授業計画11-14に対応)

授業計画

1.システムとは
 ・システムの例
 ・システムと制御:マップ
2.システムの構造と種類
 ・静的システムと動的システム
3.システムの表し方1
 ・積分要素と比例要素
 ・一次系
 ・LCR系
 ・機械システム
4.システムの表し方2
 ・システムのモデル
 ・微分方程式による表現/状態方程式による表現
 ・相似
 ・伝達関数
5.システムの表し方3
 ・ブロック線図の規約と描き方と等価変換
6.システムの表し方4
 ・二次系
 ・LCR系
 ・機械システム
 ・電気機械系(モータ)
 ・微分方程式による表現
 ・状態方程式による表現
7.多自由度系とマトリクス表現
 ・微分方程式
 ・状態方程式
8.中間試験(1-7回分範囲)
9.状態方程式と伝達関数1
 ・一次系
 ・Laplace変換
 ・Laplace変換と伝達関数
 ・多自由度系とマトリクス伝達関数
10.状態方程式と伝達関数2
 ・realization:伝達関数から状態方程式を求める
 ・状態変数線図とシグナルフローグラフ
11.システムの解き方
 ・微分方程式による解法
 ・状態方程式による解法
 ・線形システムの構造
12.システムの応答:過渡応答1
 ・一次系
 ・n次系
 ・対角化
13.システムの応答:過渡応答2
 ・インパルス応答
 ・インディシャル応答
 ・二次系の特性1
14.システムの応答:過渡応答3
 ・二次系の特性2
15.期末試験

評価方法と基準

演習,宿題などの毎回の課題40%,中間試験30%,期末試験30%で評価を行う
得点率60%以上を合格とする

教科書・参考書

(1)メカトロニクスのための制御工学(コロナ社、高木章二著)
(2)システムと制御(第二版)[絶版](岩波書店、高橋安人著)
(3)毎講義ごとに、オリジナルプリントを配布する

履修前の準備

(1)システム基礎論(1、2)を履修しておくと理解しやすい
(2)配布プリントに基づき講義するが,事前に教科書・参考書により、家庭学習を十分行ったうえで、受講のこと

学習・教育目標との対応

1.D3:電気工学の専門分野における理論と技術を学び、これら知識を駆使することにより,与えられた課題を解決することができる。

オフィスアワー

月曜日 講義終了後
その他の時間帯 メールにて要アポイント
メールには随時対応

環境との関連

環境に関連しない科目

最終更新 : Thu Mar 28 07:46:43 JST 2013