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2022年度

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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回生前期, 木金曜４〜５限目)

初回ガイダンス（４月８日（金）１５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！ 授業関連の情報は PandA 上で随時更新されるので，そちらも注意すること． とくにコロナウィルスの影響次第で，ハイブリッドに切り替わる可能性があるため，注意されたい．

• 場所 ： 総合研究１０号館３階３０８室
• 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） ２０１９年度は、フレキシブルリンクに生じた外乱の位置検出をサポートベクターマシンおよびボロノイ図を使って 判別する実験を行った。

  共通課題の内容をプレゼンで発表し，レポートは自由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. 南 裕樹: Pythonによる制御工学入門, オーム社, 2019.
     3. 南 裕樹，石川将人: 制御系設計論, コロナ社, 2021.
     4. 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。
     5. 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。
     6. 計測と制御 52巻10号：データ駆動制御特集.
        入出力データのみから適切な制御器を作成できる方法の解説記事
  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． （４月８日（木）　１５：００〜＠総合研究８号館講義室３）
  
  
  第B班

  授業回数	講義日	予 定
  第１回	４月14日 （木）	概要説明と実験データ収集
  第２回	4月15日 （金）	システム同定と制御系設計
  第３回	４月21日 （木）	システム同定と制御系設計
  第４回	4月22日 （金）	システム同定と制御系設計
  第５回	4月28日 （木）	システム同定と制御系設計
  第６回	5月6日 （金）	プレゼンテーション＆自由課題
  第７回	5月12日 （木）	自由課題
  第８回	5月13日 （金）	自由課題
  第９回	5月19日 （木）	自由課題

  
  
  第A班

  授業回数	講義日	予 定
  第１回	５月20日 （金）	概要説明と実験データ収集
  第２回	５月２6日 （木）	システム同定と制御系設計
  第３回	５月２7日 （金）	システム同定と制御系設計
  第４回	6月２日 （木）	システム同定と制御系設計
  第５回	6月3日 （金）	システム同定と制御系設計
  第６回	６月9日 （木）	プレゼンテーションと自由課題
  第７回	６月10日 （金）	自由課題
  第８回	６月１6日 （木）	自由課題
  第９回	６月１7日 （金）	自由課題

  ※　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）