授業/動的システムの解析と制御2021 の履歴(No.29)

授業

第1回(2021.9.3) 前半（古典制御）概要～第5章周波数応答†

シラバス syllabus.pdf （変更あり）
成績の評価方法と評価項目（変更の可能性あり。試験が実施できなくなった場合、レポートのみで最終成績をつけます。）
- 前半：レポート(36% = 6点×6回=36点)、中間テスト(64%)
- 後半：レポート(36% = 6点×6回=36点)、期末テスト(64%)
- 前半と後半の平均点を最終成績とする。
教科書（前半、古典制御）：「フィードバック制御入門」(杉江俊治、藤田政之著、コロナ社)
- 5. 周波数応答
  - 5.1 周波数応答と伝達関数
  - 5.2 ベクトル軌跡
  - 5.3 ボード線図
  - 5.4 ボード線図の性質
- 6. フィードバック制御系の安定性
- 8. フィードバック制御系の設計法
講義スライド &ref(): File not found: "slide01.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021";
演習問題# &ref(): File not found: "exercise01.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021"; 第2回の授業で解説する予定です。事前に問題を解いておいてください。
グラフ用紙1 graph01.pdf
グラフ用紙2 graph02.pdf

レポート#1 report1.pdf 解答例 &ref(): File not found: "report1_ans.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021";

Q: 本授業における課題は、t=0において、加速度、速度、変位が0である提で解くのですよね？
A: 伝達関数を求める際のラプラス変換における初期値を0とおいて良いか？という意図と思いますが、良いです。そもそも、あるシステムの「伝達関数」とは、そのシステムの外から入ってきた入力信号が出力信号にどう伝達されるかを表したもので、初期値（システム内部の初期状態）は問題にしません。

Q: 次の時間に講義があるので、ミニッツペーパーの回答時間を13:00までにしていただけると嬉しいです。
A: 今日は締め切り時間の設定をし忘れ、結果的に13:00に締め切りました。

Q: 一度高専で学習した内容だったものの、忘れている部分があり理解に苦労した。授業の進行スピードが速く、授業中に板書や式の理解をする時間が足りないため、事前に次回の範囲の予習が必須だと感じた。
A: 適宜発言（質問）してもらって構いません。次回分は本日のpdfファイルに含まれているので、予習をお願いします。

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第2回(2021.9.10) 第5章周波数応答（つづき）†

講義スライド ... 第1回のつづき（5.4.2 ボード線図の利点）から
演習問題#1（第1回で公開済）の解説をします（解答例 &ref(): File not found: "exercise01A.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021"; &ref(): File not found: "exercise01slide.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021";）

レポート#2 report2.pdf 解答例 &ref(): File not found: "report2_ans.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021";

Q: レポートの解答などはアップされたりはするでしょうか？
Q: 前回(第一回)の宿題の解答例は公開されますか？
A: このページに貼り付ける予定です。

板書1

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第3回(2021.9.17) 第6章フィードバック制御系の安定性†

講義スライド &ref(): File not found: "slide03.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021";
演習問題#2 &ref(): File not found: "exercise02.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021"; 第4回の授業で解説する予定です（変更の可能性あり）。事前に問題を解いておいてください。

レポート#3 report3.pdf 解答例 &ref(): File not found: "report3_ans.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021";

Q: レポートの答えはサイトにいつ頃にアップされるでしょうか？
A: report#1の答えをアップしました。遅くなりすみません。report#2は来週中にアップします。

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第4回(2021.9.24) 第6章フィードバック制御系の安定性（つづき）†

講義スライド ... 第3回のつづき（6.3 ゲイン余裕、位相余裕）から
演習問題#2（第3回で公開済）の解説をします（解答例 &ref(): File not found: "exercise02A.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021"; &ref(): File not found: "exercise02slide.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021";）

レポート#4 report4.pdf 解答例 &ref(): File not found: "report4_ans.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021";

Q: 位相を求める時に、周波数伝達関数の実部と虚部を使ってtan^-1(Im/Re)という定義で間違ってないと思ってるのですが、その後ωを代入しても上手く位相が出ないです、何か間違ってるのでしょうか、効率的な位相の求め方があれば教えて頂きたいです
A: 「上手く位相が出ない」の内容を具体的に教えてもらえると回答できると思います。よって、ここから先は質問と無関係かもしれませんが、実部と虚部が共に1の場合は、位相は45度です。一方、実部と虚部が共に-1の場合は、（図を描いてもらえるとわかりますが）位相は-135度または225度です。Im/Reで計算してしまうと「共に1の場合」と区別がつかなくなりますね。

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第5回(2021.10.8) 第8章フィードバック制御系の設計法†

講義スライド &ref(): File not found: "slide05.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021"; §8.2 PID補償による制御系設計（p.24）まで
演習問題#3 &ref(): File not found: "exercise03.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021"; 次回以降の授業で解説する予定です。授業範囲内の問題は、事前に解いておいてください。

レポート#5 report5.pdf 解答例 &ref(): File not found: "report5_ans.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021";

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第6回(2021.10.15) 第8章フィードバック制御系の設計法（つづき）†

講義スライド ... 第5回のつづき（8.3 位相進み-遅れ補償による制御系設計）から

連絡（口頭でも説明）
- 中間試験は実施しません。全員対面での実施ができないため。期末試験については未定です。
- 10月29日はレポート#1～#6等に関する質疑応答を実施する予定です。
- レポート#6は次回出題します。

Q: 位相進みの問題が、実際解いてみないと完全に理解できそうになかった。
A: 色々試行錯誤をしてみてください。

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第7回(2021.10.22) 第8章フィードバック制御系の設計法（つづき）†

講義スライド ... 第6回のつづき 55枚目から
演習問題#3（第5回で公開済）の解説 &ref(): File not found: "exercise03.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021"; 解答例 &ref(): File not found: "exercise03A.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021"; &ref(): File not found: "exercise03slide.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021";

レポート#6 report6.pdf 解答例 &ref(): File not found: "report6_ans.pdf" at page "授業/動的システムの解析と制御2021";

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第8回(2021.10.29) 中間テストレポート#1～#6等に関する質疑応答†

質問があれば受け付けます。

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第9回(2021.11.5) 後半（現代制御）概要～第１章　システムを状態方程式で記述する†

後半の目的：与えられた物理系に対して、最適制御系を設計できるようになる

教科書：「演習で学ぶ現代制御理論」(森泰親著、森北出版)
古典制御と現代制御の違い（長所と短所）
伝達関数と状態空間表現の関係（簡単な運動方程式を例に）

レポート#7 report7.pdf

板書1

板書2

板書3

Q: 相似変換が実際どういう風に使えるのか、あまりイメージできなかった。
A: 正準系に変換してシステムの挙動を簡単に把握するのに使えます。教科書では座標変換として説明されていて、対角正準系（固有値が対角に並んだもの）に変換すると、変換後の状態ベクトルをバラバラに扱える（状態ベクトルの各成分が、それぞれの固有値に依存した指数関数で振る舞う）ことなどが説明されています。という説明をすべきでした。すみません。

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