システム制御工学

1. 自動制御概論 　システムと制御、基礎数学、信号とラプラス変換など 2. ラプラス変換の応用 　ラプラス変換と微分方程式、ブロック線図 3. 基本伝達関数の特性 　比例・微分積分要素、1次遅れ系、2次遅れ系、むだ時間要素 4.周波数応答 　ゲインと位相、周波数伝達関数、ボード線図基礎など 5. フィードバック制御と安定性 　フィードバック制御、閉ループ伝達関数、安定性判別など 6. フィードバック制御系の安定性 　特性方程式、ナイキストの判別法、ボード線図による判別法、根軌跡法 7. フィードバック制御系の速応性と定常特性 　フィードバック制御系の応答、過渡応答と定常偏差、外乱や雑音、2次系のステップ応答 8. フィードバック制御系の設計 　ホール線図、ニコルス線図、ゲイン調整、位相遅れ補償、位相進み補償、ＰＩＤ制御など 9. 現代制御入門１ 　古典制御との違い、状態空間法 10. 現代制御入門２ 　状態空間と伝達関数の関係、状態空間線図 11. 現代制御入門３ 　システムの応答と安定性 12. 応用事例 　海中ロボットの状態推定と測位 13 試験 1. Outline of control engineering 　System and automatic control, block diagram, Signal and Laplace transform 2. Application of Laplace transform 　Differential equation using Laplace transform, Laplace transform and Transfer function 3. Transfer function basic 　Steady-state response and transient response, Control input signal, Stability 4. Frequency response （Fundamental） 　Gain and phase, Frequency transfer function, Fundamental bode diagram 5. Feedback control 　Feedback control, closed-loop transport function, stability criterion, root locus plot 6. Stability of feedback control system 　Transient response, frequency response, Bode plot, steady-state offset, disturbance and noise 7. Characteristics of feedback control system Elements of controller, dominant poles, 2nd-order approximation, Nichols plot 8. Design methods of control system Gain adjustment, phase lag compensation, phase lead compensation, PID control 9. Introduction of Modern Control Theory 1 Difference from the classical theory, state space 10. Introduction of Modern Control Theory 2 State space and transfer function, State space diagram 11. Introduction of Modern Control Theory 3 System response, stability 12. Application State estimation and control of underwater vehicles 13 Paper Examination

講義

成績評価は、講義への取り組み（講義内での演習課題など）および期末試験（最終回に対面で実施）の結果に基づき判定します。 期末試験では、パソコン、配付資料、教科書などの持ち込み・参照をすべて認めます。また、MATLABやExcel等のソフトウェア、生成AIを含むウェブサイトの利用も可能です。 評価の配分は、上記の2項目をそれぞれ40〜60％の範囲で総合的に判断します。 Grading Policy: Grades will be determined based on class participation (including in-class exercises) and the results of the final exam, which will be conducted in person during the last session. Final Exam Policy: The final exam is open-book and open-note; students are permitted to bring and refer to laptops, handouts, and textbooks. The use of software such as MATLAB and Excel, as well as web resources including generative AI, is also permitted. Weighting: These two components will each account for 40% to 60% of the total grade.

筆記用具あるいは手書きできるタブレット（必須）とパソコン（強く推奨）を持参すること。 講義内で演習を行い、学生が相互に意見交換をする時間を設ける。 Please bring writing utensils or a tablet capable of handwriting (required), and a laptop (strongly recommended). The course will include in-class exercises and provide opportunities for students to exchange ideas with one another. 必須ではないが、以下の講義の履修を推奨する。 While not mandatory, prior completion of the following courses is recommended. システム創成学基礎／Fundamentals of systems innovation

＜備考＞ 問い合わせはUTOLのメッセージ機能を利用すること。 https://utol.ecc.u-tokyo.ac.jp/***** レポート提出は、UTOLのメッセージの添付ファイルとして提出すること。 明示的な事前学習・事後学習はありませんが、講義内で行うレポートの内容は次の講義までによく理解しておいてください。 体調不良等のため欠席する場合は、事前にUTOLで連絡し、回復後に講義資料を自習し、講義内のレポートを解いて次の講義の際に提出すること。提出されたレポートは成績に反映する。 教員の担当回 1 4/7 稗方 2 4/10 稗方 3 4/14 稗方 4 4/17 稗方 5 4/21 稗方 6 4/24 稗方 7 4/28 稗方 8 5/1 巻 9 5/8 稗方 10 5/12 巻 (5/15 五月祭のため午後休講） 11 5/19 巻 12 5/22 巻 13 5/26 稗方・試験