木藤 圭亮 (kitokey) 電子制御工学科＠小山高専

高専カンファレンスin茨城

今回はガチで システムの話 をしようか…

木藤 圭亮 (kitokey) 電子制御工学科＠小山高専

高専カンファレンスin茨城

今回はガチで シスチムの話 をしようか…

木藤 圭亮 / kitokey 電子制御工学科５年 ＠ 小山高専

・組込み系男子 ・低レイヤーが好き ・好物はさけるチーズ ・住処は茨城の県西地域

謝辞

謝辞

高専カンファレンスin小山  無事に開催できました．  

謝辞

高専カンファレンスin小山  無事に開催できました．  

木藤 圭亮 (kitokey) 電子制御工学科＠小山高専

高専カンファレンスin茨城

今回はガチで システムの話 をしようか…

理学

理学

１０月８日に開催された  「つくば理学カンファレンス」に  行ってきたんだ

理学

１０月８日に開催された  「つくば理学カンファレンス」に  行ってきたんだ

すごくたのしかった！  /*  リア充の集う芝生って何なの  */  

理学

１０月８日に開催された  「つくば理学カンファレンス」に  行ってきたんだ

すごくたのしかった！  /*  リア充の集う芝生って何なの  */  

後で聞いたこと  ・ミスコンで男の娘が優勝と聞いて  　→マジですか！？

吃吘

吃吘

ガチな話がいくつかあって  ついていけなかったのもある  

吃吘

ガチな話がいくつかあって  ついていけなかったのもある  

無限なんちゃらとか  

吃吘

ガチな話がいくつかあって  ついていけなかったのもある  

無限なんちゃらとか  量子なんちゃらとか  

吃吘

ガチな話がいくつかあって  ついていけなかったのもある  

無限なんちゃらとか  量子なんちゃらとか  なんちゃら化学とか  

仕返

仕返

そんな訳でガチトークをしよう  

仕返

そんな訳でガチトークをしよう  

何話そうか…  

仕返

そんな訳でガチトークをしよう  

何話そうか…  

・非情報系  

仕返

そんな訳でガチトークをしよう  

何話そうか…  

・非情報系  ・数学とかバリバリ使う  

仕返

そんな訳でガチトークをしよう  

何話そうか…  

・非情報系  ・数学とかバリバリ使う  ・概念的でわかりずらい  

仕返

そんな訳でガチトークをしよう  

何話そうか…  

・非情報系  ・数学とかバリバリ使う  ・概念的でわかりずらい  ・でも使えるとすごい  

仕返

そんな訳でガチトークをしよう  

何話そうか…  

・非情報系  ・数学とかバリバリ使う  ・概念的でわかりずらい  ・でも使えるとすごい  

制御とシステムの話をしましょう  

体系

体系

システムについて  

体系

システムについて  

「工学的システム」の定義は？  

体系

システムについて  

「工学的システム」の定義は？  

①多種多数の要素から成り立つ  

体系

システムについて  

「工学的システム」の定義は？  

①多種多数の要素から成り立つ  ②要素どうしが連結されている  

体系

システムについて  

「工学的システム」の定義は？  

①多種多数の要素から成り立つ  ②要素どうしが連結されている  ③全体として固有の目的を持つ  

体系

システムについて  

「工学的システム」の定義は？  

①多種多数の要素から成り立つ  ②要素どうしが連結されている  ③全体として固有の目的を持つ  ④外部から制御ができる  

体系

システムについて  

「工学的システム」の定義は？  

①多種多数の要素から成り立つ  ②要素どうしが連結されている  ③全体として固有の目的を持つ  ④外部から制御ができる  

制御するためにはどうするの？  

制御

制御

制御工学って何？  

制御

制御工学って何？  

機械・電気・化学系などさまざまな分野につかえるという，  「横断的学問」である．  

制御

制御工学って何？  

機械・電気・化学系などさまざまな分野につかえるという，  「横断的学問」である．  

①システムのモデリング  

制御

制御工学って何？  

機械・電気・化学系などさまざまな分野につかえるという，  「横断的学問」である．  

①システムのモデリング  ②モデリングによる解析  

制御

制御工学って何？  

機械・電気・化学系などさまざまな分野につかえるという，  「横断的学問」である．  

①システムのモデリング  ②モデリングによる解析  ③コントローラの設計  

前提

制御工学を学ぶには以下の知識が前提になっている  

前提

制御工学を学ぶには以下の知識が前提になっている  

・数学　関数解析学，線形代数学  ・物理　力学など制御対象に関する知識  

前提

制御工学を学ぶには以下の知識が前提になっている  

・数学　関数解析学，線形代数学  ・物理　力学など制御対象に関する知識  

とりあえず行列と微積分がわかれば，話は聞けるでしょう．  

数学

例示

電気回路の例をあげてみよう  

例示

電気回路の例をあげてみよう  

図のように電圧v  [V]を印加したとき，回路中に流れる電流i  [A]はどうなるのか？  

立式 回路方程式は以下のようになる．  

立式 回路方程式は以下のようになる．  

変換

先ほどの回路方程式を  ラプラス変換すると  

変換

先ほどの回路方程式を  ラプラス変換すると  

となる．  

変換

先ほどの回路方程式を  ラプラス変換すると  

となる．  

微分積分方程式から，代数方程式  になった！うれしい！  

図示

図示

立てられた数式モデルをラプラス変換，Z変換し，出力／入力を計算し求められるものは  「伝達関数」と呼ばれ，以下の図のように，「ブロック線図」で  書き表される．

図示

立てられた数式モデルをラプラス変換，Z変換し，出力／入力を計算し求められるものは  「伝達関数」と呼ばれ，以下の図のように，「ブロック線図」で  書き表される．

如何

如何

本当だったら，システムの解析をするけど  

如何

本当だったら，システムの解析をするけど  

飛ばします  

如何

本当だったら，システムの解析をするけど  

飛ばします  

コントローラはどう付けるのか  

如何

本当だったら，システムの解析をするけど  

飛ばします  

コントローラはどう付けるのか  

如何

本当だったら，システムの解析をするけど  

飛ばします  

コントローラはどう付けるのか  

　　　　制御でつながる１つの輪！？  

帰還

フィードバックすると  

帰還

フィードバックすると  

・現実的なコントローラになる  

帰還

フィードバックすると  

・現実的なコントローラになる  ・システムの変動に強くなる  

帰還

フィードバックすると  

・現実的なコントローラになる  ・システムの変動に強くなる  ・外乱を抑制できる  

帰還

フィードバックすると  

・現実的なコントローラになる  ・システムの変動に強くなる  ・外乱を抑制できる  

要は，いい制御ができる．

設計

じゃあ，コントローラはどうするの  

性能がそこそこ良くて，簡単なもの  

PID補償器を設計しましょう！

説明

数式

方法

どうやって，PID補償器のパラメータを決めるの？  

方法

どうやって，PID補償器のパラメータを決めるの？  

・Ziegler-­‐Nicholsの限界感度法  ・Ziegler-­‐Nicholsのステップ応答法  ・Cohen-­‐Choonの調整法  ・参照モデル法  

実例

実例

実験

必要なもの  ・こたつ  ・熱電対(数千円)  ・PIDコントローラ(３万円程度)  

実験

必要なもの  ・こたつ  ・熱電対(数千円)  ・PIDコントローラ(３万円程度)  

Let’s  実験！  と思ったんですが．  

割愛

時間がないので，次回以降に  

要約

要約

・「横断的科学技術」があるよ  

要約

・「横断的科学技術」があるよ  ・制御とかシステムってこういうもの  

要約

・「横断的科学技術」があるよ  ・制御とかシステムってこういうもの  ・もっと難しい制御については  　　　　　　　　　xmmmさんに聞いて  

要約

・「横断的科学技術」があるよ  ・制御とかシステムってこういうもの  ・もっと難しい制御については  　　　　　　　　　xmmmさんに聞いて  

以上で，制御工学Ⅰの授業を終わりにします  

終了

ご清聴ありがとうございました