大学院授業 「マイクロメカトロニクス制御特論」 参考ページ

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◆ 2011年度の方針

2リンクのロボットマニピュレータを対象に,モデリング,制御則設計,シミュレーションを行うことを最終的な課題とします.
そのために基本となる知識(モデリング,古典・現代制御など)について説明をします.
講義は要点のみに絞り,できるだけMATLAB等を用いた演習に時間を割くようにします.

◆ 2011年度 レポート課題

授業中に説明した3つのレポート課題の提出期限は,今期授業期間の最終日7月20日17:00までです.
提出先は,1号館4階1432室(山川)です.山川が不在の場合,機能システム専攻(機械工学科)教務室へ預けておいてください.
3つのレポート提出が単位取得の必要条件です.
質問があれば,山川まで.

第一回目課題 (第二回講義資料参照) 
第二回目課題 (第五回講義資料参照) 
最終課題    (最終回講義資料参照),rep3_ap.pdf(ヒント)


◆ 2011年度のスケジュールと講義資料

 スケジュールは以下のように予定しています.
 
講義資料は,ここをクリックし,pdfファイルを各自ダウンロードしてください.
 
演習参照ファイルは,Mathematica,およびMATLAB/simulinkのファイルです.参考にしてください.
 演習参照ファイルは,ファイル名を右クリックし,「名前をつけてリンク先を保存」してから,それぞれのソフトを起動して実行してください.

  講義内容 演習内容 演習参照ファイル
導入 Mathematicaを使ってみよう  
古典制御1 (システムの表現,ラプラス変換,ブロック線図,逆ラプラス変換) Mathematicaでラプラス変換,逆ラプラス変換 lec2008_2.nb
レポート
  ステップ応答の比較 rep2008_1.nb
古典制御2 (システムの安定性,特性方程式と極,極と応答) Mathematicaで極と応答を計算
MATLABで応答を調べる
lec2008_3.nb
lec3.mdl
古典制御3 (制御系設計) フィードバックによる安定化
PID制御
lec2008_4_1.mdl
lec2008_4_3.mdl
古典制御4 (周波数領域での解析と設計) ボード線図,ゲイン余裕,位相余裕  lec2008_5.m
レポート
  コントローラ設計 rep2008_2.mdl
現代制御1 (状態空間表現) 状態方程式と伝達関数行列,指数関数行列の計算  lec2008_6_2.m
lec2008_6_3.m
lec2008_6.nb
現代制御2 (可制御性,可観測性,極とモード) 可制御性,可観測性を計算.control system toolboxの関数を利用した状態空間表現 lec2008_7.m
現代制御3 (レギュレータ) 固有モードと応答の理解,
極配置法,最適レギュレータを用いた設計と応答
lec2008_8a.m
lec2008_8b.m
lec2008_8_a.mdl
lec2008_8_b.mdl
lec2008_8_c.mdl
10
現代制御4 (オブザーバ) オブザーバ設計,オブザーバ+レギュレータの応答. lec2008_10a.m
lec2008_10.mdl
11
非線形システムの制御 (線形化,リアプノフの安定性)    
レポート
  倒立振子のコントローラ設計
rep2008_3.mdl

◆2009年度の資料はこちら (モデリング+古典・現代制御,課題はロボットアーム)
◆2008年度の資料はこちら (古典・現代制御+非線形制御の導入,課題は倒立振子)

参考文献

ランダウ=リフシッツ:力学,東京図書(1974)...訳本.剛体運動の基本.

小郷,美多:システム制御理論入門,実教出版(1979)...要点がまとまっていて分かりやすい現代制御のテキスト.一冊あると便利.

吉川,井村:現代制御論,昭晃堂(1994)...証明などをきっちり読むのに適している.

児玉,須田:システム制御のためのマトリクス理論,コロナ社(1978)...制御で用いる行列やその性質について書かれた名著.

北川他:自動制御工学,森北出版(2001)...まとまっていて分かりやすい古典制御のテキスト.

増淵:改訂自動制御基礎理論,コロナ社(1964)...内容として古い例もあるが,古典制御について詳しく書いてある.

増淵,川田:システムのモデリングと非線形制御,コロナ社(1996)...モデルが多く載っていて面白い.後半の非線形制御も比較的分かりやすい.

吉川:ロボット制御基礎理論,コロナ社(1988)...ロボットアームの制御など,まとまって書かれている.