単位数: 2. 担当教員: 村田 智. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TMA-MEE355J.
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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
古典制御理論（制御工学I）に続き，現代制御理論について学ぶ．
２．概要
本講義では，多変数の線形動的システムを制御する方法である状態空間法と呼ぶアプローチについて学ぶ．現代制御理論の主題は，状態方程式で表されたシステムの特性を解析する方法論と，望みの特性をもつシステムの設計法である．多変数の動的システムを状態方程式で表現する方法を学んだあと，安定性，可制御性，可観測性など，多変数システムの基本的な性質に関する基本概念を導入し，さらにそれをもちいて状態フィードバックによる極配置，オブザーバによる状態推定，最適レギュレータによる最適制御などの具体的な制御方策について学ぶ．
３．達成目標
与えられた動的システムを状態方程式で表現できるようになること．その可制御性，可観測性の判定法．状態フィードバック，極配置，オブザーバ，最適レギュレータなど，望みの特性をもつ制御系の設計方法を習得すること．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Purpose
Following classical control theory (Control Engineering I), learn about modern control theory.
2. Overview
In this lecture, we will study an approach called the state space method, which is a method to control multivariable linear dynamic systems. The main subject of modern control theory is how to analyze the characteristics of a system represented by the state equation and how to design a control system to achieve desired characteristics. After learning the representation method of a multivariable dynamic system with a state equation, we introduce basic concepts of multivariable systems, such as stability, controllability, and observability. We also learn specific control strategies based on concepts such as pole assignment by state feedback, state estimation by an observer, and optimal control by an optimal regulator.
3. Goal
To be able to express a given dynamic system by a state equation and determine its controllability and observability. To be able to design control systems with desired characteristics by using a method such as state feedback, pole assignment, observer, and optimal regulator.
線形代数学，常微分方程式など基礎となる数学をしっかり学習し，理解しておく必要がある．また，「制御工学I」は必ず履修しておくことが必要である．また，「機械力学I」，「メカトロニクス」，「ロボット工学」などの専門科目も履修しておくことが望ましい．
参考書を読む，関連する演習問題を解くなど，１回あたり少なくとも１-２時間の予習・復習を行うこと．
It is necessary to understand basic mathematics such as linear algebra and ordinary differential equations. In addition, it is necessary to complete "Control Engineering I" to take this course. It is also desirable to take specialized subjects such as "Mechanical Vibration I", "Mechatronics", and "Robot Engineering".
Students should prepare for 1-2 hours for each class by reading the textbook, solving the practice problems and so on.
# Class code is
TB15021: b7xhws3
TB15022: i2kguks
TB15023: 6hkmipu
TB15024: ytmyj42
１ 制御とは何か
２ ベクトルと行列
３ 状態方程式
４ 遷移行列
５ 安定性
６ 可制御性と可観測性
７ 伝達関数行列
８ 実現問題
９ 状態フィードバックと極配置
１０ オブザーバ
１１ 最適レギュレータ
１２ 制御工学の新しい動向
１３ 制御系の実装
１４ 制御工学の広がり
１５ まとめと期末試験
# Class code is
TB15021: b7xhws3
TB15022: i2kguks
TB15023: 6hkmipu
TB15024: ytmyj42
1 What is control?
2 Vector and matrix
3 State equation
4 Transition matrix
5 Stability
6 Controllability and observability
7 Transfer function matrix
8 Realization problem
9 State feedback and pole assignment
10 Observer
11 Optimal regulator
12 New trends in control engineering
13 Implementation of control system
14 Control engineering applied to various areas
15 Summary and final examination
予習：シラバスの項目について参考書の対応箇所を読み，理解できる部分と理解できない部分を明確にしておく．
復習：参考書を読み直したり，講義ノートを整理したりすることで，講義の内容をよく理解する．レポート課題がある場合はそれに取り組む．
Preparation: Students should read a related part of the textbook before the lecture and clarify the points which you do not understand well.
Review: You should read the textbook again and the reorganize your lecture notes to fully understand what you have learned. Do homework when it is assigned.
期末試験の結果による．レポートや出席状況は合否判定で考慮する．
Evaluation will be based on final examination.
Credit will be given based on examination and report/attendance.
水曜日 13:30-14:30
Wednesday 13:30-14:30