授業の概要（ねらい）

　社会の各分野における制御技術の必要性は年々高まっており、制御理論や制御技術をより深く理解して応用することは、重要性を増しつつあります。一方，近年の情報技術（IT, Information Technology）の飛躍的発展に伴い，コンピュータ・ソフトウェアを用いた制御系設計・シミュレーションが個人のPCで容易に実行可能となりました。制御理論や制御技術の習得にこのような情報技術を活用すれば，実際の制御系設計・調整を模擬体験することができ，理解を深めるのに大変役立ちます。
　この講義では、制御工学の基本を復習した後，基本的な制御手法であるPID制御を習得します．その後，制御性能の向上・最適化を目指して1960年代以降に発達した状態フィードバック制御，最適制御，状態オブザーバーについて学びます。
　受講者は，数値計算・シミュレーション用のフリーソフトウェア「Scilab/Scicos」（サイラブ/サイコス）を自分のWindows PCにインストールして，これを用いてテキストの例題や演習問題，レポート課題を解きながら，内容の理解を深めていきます．Scilab/Scicosの使用法を習得すれば，制御工学以外の種々の解析にも役立ちます。
　この授業の第一のねらいは，PID制御，状態フィードバック制御，最適制御，状態オブザーバーの基本を理解して今後のさらなる発展に対応できるとともに、実システムでの問題解決ができるようにすることです。第二のねらいは，Scilab/Scicosを活用できるようになることです。
注）ScicosはScilabに含まれ，ブロック線図作成・シミュレーションソフトウェアです。
この授業では，理工学研究科の学位授与の方針DP1,3に関する知識，技法，態度を習得します。

授業の到達目標

PID（比例＋積分＋微分）制御などの古典的な制御技術について理解し，PID制御系の設計・調整ができる。
1960年以降に発展した状態フィードバック制御理論の概念と、その中の代表的手法である極配置制御と最適制御について理解し，制御系設計・調整ができる。
制御系設計・調整をフリーソフトウェア「Scilab/Scicos」を用いて実行できる。

成績評価の方法および基準

レポート課題の答案を30%，科目習得試験答案を70%として評価します。
レポート答案については，コメントを記入してフィードバックします。

教科書・参考文献

準備学修の内容

本講義の受講には、フィードバック制御・ブロック線図・ラプラス変換・伝達関数・制御系の時間応答・周波数応答などの制御工学の基本と、複素数・微積分・微分方程式・線形代数（行列とベクトル）の基本を理解していることが必要です。前項の主テキストと副テキスト１には，これらの必要事項についての解説もある程度記載されています。これらの知識が不十分な場合は、テキストの他、各分野の参考書などを用いて準備学修をしてください。各回の準備学修に1時間以上が必要であり、当該期間に30時間以上が、準備学修、学んだ個所の復習、練習問題解答、レポート作成に必要です。

その他履修上の注意事項

受講者は，Scilab/Scicos（フリーソフト&オープンソース，フランスの国立研究所が開発）をWindows PCにインストールして用いることが必要です。
・Scilab/Scicos機能：数値計算，シミュレーション，ブロック線図作成　他
・Scilab/Scicosの紹介：http://www.geocities.jp/rui_hirokawa/scilab/　などに記載．　
・Scilab/Scicosのダウンロードとインストール：http://www.scilab.org/　または本科目のLMSサイトにアクセスして行なう。

授業内容