Japanese / English

E0734600

システム基礎論

Fundamentals of Systems Theory

開講部

工学部

開講学科

電気工学科

開講学年

1年次

開講時期

後期

単位数

2

単位区分

選択

系列区分

専門

講義区分

講義

教育目標

D3
准教授安孫子 聡子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、線形システム論の基礎的な知識を習得することを目的とする。線形システム論は、電気回路や制御系などの動的システムの数学的なモデルを扱う理論である。電気回路や制御系の振る舞いを解析したり、設計するためのポイントを感覚的に理解できるよう、具体的な例題を解きながら講義を進める。

授業の目的

 この講義では、線形システム論の基礎的な知識を習得することを目的とする。

達成目標

1.システムを状態方程式や伝達関数で記述できる。
2.システムの応答と安定性の関係を説明できる。
3.システムの安定性の判定ができる。
4.可制御性・可観測性が判定できる。
5.ラプラス変換を用いて、簡単なシステムの状態方程式を解くことができる。

授業で使用する言語

日本語(英語対応も可)

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.線形動的システム論の概説
・ 動的システムの考え方、時間軸と時間の関数、動的システムの例
[予習]:動的システムについて調べる
2.システムを状態方程式で表す(1) 
・ 状態変数、状態方程式によるシステムの表現
[予習]:状態方程式について調べる
3.システムを状態方程式で表す(2)
・ ブロック線図による状態方程式の表現
[予習]:ブロック線図で状態方程式を表現する方法を調べる
4.ラプラス変換(1)
・ ラプラス変換とは
・ ラプラス変換とラプラス逆変換
・ ラプラス変換表、ラプラス変換の性質
[予習]:電気数学について復習
5.ラプラス変換(2)
・ ラプラス変換による微分方程式の解法
・ 最終値の定理
・ ラプラス変換の展開定理
[予習]:ラプラス変換(1)について復習
6.伝達関数と状態方程式
・ 伝達関数と状態方程式の関係
[予習]:伝達関数について調べる
7.中間テスト
・ 試験範囲:第1回の授業から、第6回の授業まで
・ 問題の解き方の解説
[予習]:これまでの授業の復習
[復習]:解けなかった問題をキチンと解いておく
8.システムの時間応答(1)
・ 状態遷移行列の解法
[予習]:状態遷移行列を調べる
9.システムの時間応答(2)
・ 状態方程式の解法
[予習]:状態方程式の解法を調べる
10.システムの時間応答(3)
・ 状態方程式の解法
[予習]:システムの時間応答(2)について復習
11.システムの安定性(1)
・ 固有値、固有値ベクトル
・ 対角化
[予習]:固有値について復習
12.システムの安定性(2)
・ 固有値と応答の関係
・ 固有値と安定性の関係
[予習]:システムと固有値の関係を調べる
13.可制御性
・ 可観測性とは
・ 可観測性の判定法
[予習]:可観測性について調べる
14.可観測性
・ 可観測性とは
・ 可観測性の判定法
[予習]:可観測性について調べる
15.期末テスト
・ 試験範囲:第1回の授業から、第14回の授業まで
・ 終了後、解答例を配布して説明
[予習・準備]:これまでの授業と演習問題を復習
[復習]:解けなかった問題をキチンと解いておく

評価方法と基準

小テスト(30%)、中間テスト(30%)、期末試験(40%)を実施し、合計点が60%以上を合格とする。

教科書・参考書

システム制御工学の入門書を自ら選ぶことを推奨する。
たとえば、
「演習で学ぶ現代制御理論」、森泰親、森北出版株式会社、
「システム制御理論入門」、小郷、美多共著、実教出版、
「自動制御理論」、樋口龍雄、森北出版株式会社、など

履修登録前の準備

1)  電気数学を履修しておくことが望ましい
2) 事前に、数学を復習し、また、参考書等により事前学習をして受講すると理解しやすい

学習・教育到達目標との対応

1.D3:ハードウェアとソフトウェアを包含する複雑な電気・電子デバイス、システムの解析と設計に必要な知識を駆使することにより、与えられた課題を解決できる。

オフィスアワー、質問・相談の方法

・授業後のほかは、メールで連絡をください。

環境との関連

環境に関連しない科目

地域志向

地域志向ではない科目

社会的・職業的自立力の育成

対課題基礎力を育成する科目

アクティブ・ラーニング科目

該当しない

授業の到達目標と各学科の学習・到達目標との対応


最終更新 : Thu Jun 09 09:15:41 JST 2016