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講義名 ロバスト制御論 年度 2020
(副題) 更新日時 2020/05/11 08:17
開講学部・学科 大学院工学研究科修士課程 先端工学専攻
講義開講時期 前期 講義区分 講義
基準単位数 2.0
実務経験
科目分類名 修士専門基幹科目/修士専門科目
ナンバリングコード/分野 電子情報/機械システム
英文科目名 Robust Control Theory
開講学期 前期

担当教員
職種氏名職名
教育職員◎ 川西 通裕准教授

授業の目的・方針 ロバスト制御理論の基本構成を理解し、モデルの不確かさを考慮した制御系の解析および設計を自ら実践できる能力を身につけることを目的とする。難易度の高い理論的内容であるため、十分な予習と復習を行うことが要求される。そのため、宿題・レポートなどによる評価も行う。

This course gives an introduction to the robust control and H∞ control theory. The objective of this course is to make the students have the ability to analyze the systems with model uncertainties and to synthesize the robust control systems, particularly H∞ control systems. In order to grasp step-by-step treatment of the robust control theory, students are required to prepare and review lessons every week.
授業の達成目標 ①現代制御理論および古典制御に十分習熟し、モデルの不確かさの概念を理解できる。
②小ゲイン定理によるロバスト安定性の評価を行うことができる。
③線形行列不等式による制御系の解析・設計を行うことができる。
④H2制御器を用いた制御系設計を行うことができる。
⑤H∞制御器を用いた制御系設計を行うことができる。
⑥科学技術計算ソフトウエアの「MATLAB」を用いて、ロバスト制御系の解析と設計を行うことができる。
学習・教育目標 【修士ディプロマポリシーに基づく。〔対応する授業の達成目標〕】
◎ (ⅰ)幅広い専門基礎の知識とより深い教養 〔①~⑥〕
- (ⅱ)異文化を理解し、国際的に通用するコミュニケーション能力 〔   〕
○ (ⅲ)高度な専門知識・技術 〔①~⑥〕
- (ⅳ)修得した高度な学識と能力を応用し、先端研究を遂行する能力 〔   〕
授業計画表
テーマ内容・達成目標範囲(章、ページ番号)
1何故ロバスト制御か数学的基礎、ノルムと特異値分解配布資料
2線形システムの基礎(1)信号のノルム、線形システム表現配布資料
3線形システムの基礎(2)動的システムの構造的性質配布資料
4線形システムの基礎(3)安定性とLyapunov方程式配布資料
5線形システムの基礎(4)
システムのノルム(H2ノルム)
配布資料
6線形システムの基礎(5)システムのノルム(H∞ノルム)
配布資料
7ロバスト制御入門(1)
モデルの不確かさ
配布資料
8ロバスト制御入門(2)
小ゲイン定理
配布資料
9内部安定化(1)
安定化制御器の導入
配布資料
10内部安定化(2)
制御器のパラメータ構造
配布資料
11H∞制御(1)
一般化制御対象とH∞制御問題
配布資料
12H∞制御(2)
H∞制御問題の解
配布資料
13線形行列不等式 (1)
線形行列不等式の基礎、凸解析
配布資料
14線形行列不等式 (2)
Lyapunov不等式、有界実補題
配布資料
15線形行列不等式 (3)
MATLABによる制御系解析・設計
配布資料
16定期試験  
<English>
テーマ内容・達成目標範囲(章、ページ番号)
1What is robust control?Mathematical preliminariesHandout
2Linear dynamical system theory (1)Signal norm and system representationHandout
3Linear dynamical system theory (2)Controllability and observabilityHandout
4Linear dynamical system theory (3)Stability and Lyapunov equationHandout
5Linear dynamical system theory (4)System norm (H2 norm)Handout
6Linear dynamical system theory (5)System norm (H∞ norm)Handout
7Introduction to robust control (1)Model uncertaintiesHandout
8Introduction to robust control (2)Small gain theoremHandout
9Internal stability (1)Well-posedness and internal stabilityHandout
10Internal stability (2)Parameterization of stabilized controllerHandout
11H∞ control (1)Generalized plant and H∞ control problemHandout
12H∞ control (2)Solution of the H∞ control problemHandout
13Linear Matrix Inequality (1)
Preliminaries of LMI, Convex analysis
Handout
14Linear Matrix Inequality (2)
Lyapunov inequality, Bounded real lemma
Handout
15Linear Matrix Inequality (3)
Control system analysis / synthesis with MATLAB
Handout
16Final Exam  
成績評価方法 〔 〕内は対応する授業の達成目標
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レポート課題:80%〔①~⑥〕,授業参加度:20%〔①~⑤〕

Homework: 80%,Class activities:20%

宿題は,Moodleで解答例を公開し,採点後に返却する。
教科書 プリント配布(参考書から抜粋)

Handout
参考書、文献 ①K. Zhou, J. C. Doyle, and K. Glover, “Robust and Optimal Control”, Prentice Hall, 1995,
 ISBN 978-0134565675
②藤森篤 著「ロバスト制御」(コロナ社), 2001年, ISBN 978-4339031805
③劉康志 著「線形ロバスト制御」(コロナ社)2001年 ISBN 978-4339033588

①K. Zhou, J. C. Doyle, and K. Glover, “Robust and Optimal Control”, Prentice Hall, 1995,
 ISBN 978-0134565675
②Atsushi Fujimori, “Robust Control”, Korona-sya, 2001, ISBN 978-4339031805
③Y. Ryuu: “Linear Robust Control” (Korona-sya, 2001) ISBN 978-4339033588

授業オフィスアワー (時間帯・場所等)
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授業時間前後(対面での相談を希望する学生は、E-mail等で事前予約すること)・居室S4-15
履修条件 ① 次の「先修科目」を履修していることが望ましい。
 「制御工学基礎」、「現代制御理論」
② 微積分学、線形代数および解析(複素関数論、フーリエ変換など)の知識を有していることが望ましい。

①Prerequisites: “Introduction to Control Theory”, “Modern Control Theory”
②Required Knowledge: “Calculus”, “Linear Algebra”, “Complex Analysis”, “Fourier Analysis”
準備学習、注意事項 授業時間外の学習 〔準備学習等〕、および学習上の注意事項
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授業の事前準備として次回の講義内容(教科書②の当該ページ)を予習すること。

Prepare the relevant part of the text book② shown in “Schedule and Contents”.