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フレキシブルリンクの制御実験（システム工学実験） (３回生後期, 木金曜３〜４限目)

初回ガイダンス（１０月１日（木）１３時＠Zoom）に出席 しなければ，「システム工学実験」を履修できないので注意すること！ 授業関連の Zoom 情報は PandA に載っているので，そちらを随時参照すること． なお，本年度はコロナウィルスの影響を鑑みて，ハイブリッドで行う． 他大も含めた実験授業の成功例・失敗例を参考にしながら進めるので，教育効果を高めるため，内容を一部変更する可能性がある．

• 場所 ： 総合研究１０号館３階３０８室＋オンライン
• 講義内容（予定）
  

  本実験では，フレキシブルリンクという柔軟梁の制御実験を行う． フレキシブルリンクは、偏微分方程式で表わされる安定限界なシステムで，非最 小位相系（伝達関数の零点が複素閉右半平面にある）でもあり， 制御器の設計しにくいシステムである． このシステムに対して，実際に多くの現場で用いられる周波数領域による制御性 能評価を考慮し， 授業では以下の課題に取り組む．
  

  1. 課題１（共通課題）：システム同定と追従制御（プレゼン発表）　
  2. 課題２：自由課題（レポート）
     （例） ２０１２年度は、フレキシブルけん玉、正弦波参照入力の 追従制御、加法的雑音の低減化制御、制御のロバスト性と速応性の２つの目的 関数を考えたときの追従制御性能の向上実験を行った。
     （例） ２０１３年度は、フレキシブルリンクによるボール飛ばし、皿回しなどを行った。

  第１課題の内容をプレゼンで発表し，レポートは第２課題を中心に書くこと． なお，レポートは指定したスタイルファイルの tex で書いてもらう． スタイルファイル等は，授業で指示するものを使用すること．

• 参考文献
  1. 制御とシステム同定
     1. 片山 徹: 新版 フィードバック制御の基礎, 朝倉書店, 2002.
     2. J. C. Doyle, B. A. Francis, A.R. Tannenbaum: フィードバック制御の理 論, コロナ社, 1996.
        ※ Francis教授のHPで原著 Feedback Control Theory が無償公開されているので、こちらも参照のこと。
     3. 足立 修一: システム同定の基礎, 東京電機大学出版, 2009.
        パラメータ同定法と関連するMatlabのコマンドが載せられている。
  2. レポートの書き方
     1. 杉原 厚吉: どう書くか-理科系のための論文作法, 共立出版, 2001.
  3. その他
     1. Matlab control system toolboxの基本操作.
     2. Matlab system identification toolboxの基本操作.

  ※ 興味のあるキーワードがあれば、例えば Google Scholar で検索すると、関連する論文を探すことができる。 また、分からない事があれば、web または図書館で調べること．

• 講義予定
  ※　ガイダンスへの出席が履修のための必要条件です． （１０月１日（木）　１３：００〜＠Zoom）
  
  
  第B班

  授業回数	講義日	予 定
  第１回	１０月２日 （金）	概要説明と実験データ収集
  第２回	１０月８日 （木）	システム同定と制御系設計
  第３回	１０月９日 （金）	システム同定と制御系設計
  第４回	１０月１５日 （木）	システム同定と制御系設計
  第５回	１０月１６日 （金）	システム同定と制御系設計
  第６回	１０月２２日 （木）	プレゼンテーション＆自由課題
  第７回	１０月２３日 （金）	自由課題
  第８回	１０月２９日 （木）	自由課題
  第９回	１０月３０日 （金）	自由課題

  
  
  第A班

  授業回数	講義日	予 定
  第１回	１１月６日 （金）	概要説明と実験データ収集
  第２回	１１月１２日 （木）	システム同定と制御系設計
  第３回	１１月１３日 （金）	システム同定と制御系設計
  第４回	１１月２６日 （木）	システム同定と制御系設計
  第５回	１１月２７日 （金）	システム同定と制御系設計
  第６回	１２月３日 （木）	プレゼンテーションと自由課題
  第７回	１２月４日 （金）	自由課題
  第８回	１２月１０日 （木）	自由課題
  第９回	１２月１１日 （金）	自由課題

  ※　レポート提出は，１２月１７日（木）．詳細は授業中に指示します． レポートと自由課題 ( Direction of Report Assignment)
  ※　予定は変更することがあります．

  
  
• 自由課題用データ
  • 時系列データ（1時間分，40MB弱） ：入力はガウス分布に従って各時刻独立に発生させたもの
  
  
• 参考資料（順次改訂）
  • 配布資料
  • フレキシブルリンク実験資料
  • フレキシブルリンク実験用 matlabコマンド集
  • Laplace変換, 安定判別法およびBode 線図とNyquist線図
  • PI制御
  • 安定化制御器とその設計法
  • システム同定概要（オープンキャンパス資料）
  • パラメータ推定手順
  • プログラム例（Matlab）
  • コスト関数プログラム例（Matlab）