学部専門教育
水産科学
2006
システム制御工学
芳村 康男(北海道大学大学院水産科学研究科)
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学部専門教育 システム制御工学(2006)

教員
芳村 康男(北海道大学大学院水産科学研究科)
概要

漁船、水産物を捕獲、選別、加工する生産プロセスの中で各種の機械・装置が使用されます。本授業ではこうした機械・装置を効率よく安全に動かすために必要な制御の基本について初歩から解説し、実際の制御設計の基礎となる理論と実際について身近な応用例を用いて講義を行います。

また、機械の制御を理解するには、機械要素の運動学的理解が必要であり、力学・運動方程式の実用的な解法についても適宜、講義に中に組み入れ、「物理・力学」を履修していない学生でも容易に理解できる内容にしています。

講義資料

テキスト

 

‡ これらの資料は制限資料です。

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タグ
対象
3年生 水産学部
単位等
講義,2単位
キーワード
機械,自動制御,運動,安定性
シラバス

<到達目標>
機械システムの制御理論の体系、および制御系要素の動的挙動の解析的取り扱い手法について主に古典制御理論を中心に学習し、以下を到達目標にします。
1) 運動方程式を自らたてることができ、これを解法し、機械要素の運動が理解でき、またイメージすることができる。
2) フィードバックシステムを中心とした基礎的な制御理論が理解でき、簡単な制御システムが構成できる。
3) システムが安全に作動するための安定性理論を理解し、具体的安定条件を求めることができ、安定した御システムの設計や評価ができる。

 

<授業計画>
1. 自動制御の概要
機械における制御の必要性、自動制御理論の歴史、および体系について述べます。

2. フィードバック制御
身近な現象を例題としてフィードバック制御の概念とブロック線図の表現、解析方法について学習します。

3. 制御要素の特性と表現
システムの動的表現をするには、まず力学と運動方程式の理解が必要であり、力学の要点とラプラス変換を活用した運動方程式の解法について復習した後、制御要素の記述法について学習する。これらを用いてシステムの伝達関数の表現、周波数応答、インパルス応答、ステップ応答についてそれぞれ関連付けて学習します。

4. システムの具体的構成
システムの具体的表現ができた段階で、具体的に「物を思うように動かす」制御システムの構成法、フィードバックの具体的方法について学習します。

5. システムの安定性
構成されたシステムが安定に作動するための安定性について、Hurwitz、Nyquist、ボード線図を用いた判別方法について理解し、具体的システムの安定条件を考察します。

6. 現代制御理論の概要
ファジー制御、AI、ニューロ制御といった最近の制御法について概論します。

 

<評価の基準と方法>
評価は出席及び演習問題提出状況:40%、期末試験:60%とし、秀:90点以上 優:80点以上 良:70点以上 可:60点以上とする。なお、不可については再試を行う。昨年度の評価分布は、優74%,良17%,可4%,不可4%であった。

 

<備考>
履修区分 海洋生産システム学科:必修,水産海洋科学科:選択

 

<教科書>
毎回、講義テキストを配布します。

 

<講義指定図書>
大須賀公一他、「システム制御へのアプローチ」 システム制御工学シリーズ1 コロナ社 杉江俊治 他、「フィードバック制御入門」システム制御工学シリーズ3

備考
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