今回はガチでシステムの話をしようか…
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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…
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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…
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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
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謝辞
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謝辞
高専カンファレンスin小山 無事に開催できました.
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謝辞
高専カンファレンスin小山 無事に開催できました.
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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…
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理学
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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
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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 */
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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!?
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吃吘
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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
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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
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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
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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
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仕返
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仕返
そんな訳でガチトークをしよう
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仕返
そんな訳でガチトークをしよう
何話そうか…
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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
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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
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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
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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
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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
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体系
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体系
システムについて
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体系
システムについて
「工学的システム」の定義は?
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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
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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
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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
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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
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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?
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制御
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制御
制御工学って何?
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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数学
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例示
電気回路の例をあげてみよう
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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?
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立式 回路方程式は以下のようになる.
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立式 回路方程式は以下のようになる.
![Page 49: 今回はガチでシステムの話をしようか…](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022060201/559a04ac1a28abad5c8b47c4/html5/thumbnails/49.jpg)
変換
先ほどの回路方程式を ラプラス変換すると
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変換
先ほどの回路方程式を ラプラス変換すると
となる.
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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!
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図示
![Page 53: 今回はガチでシステムの話をしようか…](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022060201/559a04ac1a28abad5c8b47c4/html5/thumbnails/53.jpg)
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.
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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.
![Page 55: 今回はガチでシステムの話をしようか…](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022060201/559a04ac1a28abad5c8b47c4/html5/thumbnails/55.jpg)
如何
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如何
本当だったら,システムの解析をするけど
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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
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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
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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
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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!?
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帰還
フィードバックすると
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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
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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
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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
![Page 65: 今回はガチでシステムの話をしようか…](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022060201/559a04ac1a28abad5c8b47c4/html5/thumbnails/65.jpg)
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.
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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!
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説明
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数式
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方法
どうやって,PID補償器のパラメータを決めるの?
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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
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実例
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実例
![Page 73: 今回はガチでシステムの話をしようか…](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022060201/559a04ac1a28abad5c8b47c4/html5/thumbnails/73.jpg)
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)
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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.
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割愛
時間がないので,次回以降に
![Page 76: 今回はガチでシステムの話をしようか…](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022060201/559a04ac1a28abad5c8b47c4/html5/thumbnails/76.jpg)
要約
![Page 77: 今回はガチでシステムの話をしようか…](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022060201/559a04ac1a28abad5c8b47c4/html5/thumbnails/77.jpg)
要約
・「横断的科学技術」があるよ
![Page 78: 今回はガチでシステムの話をしようか…](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022060201/559a04ac1a28abad5c8b47c4/html5/thumbnails/78.jpg)
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
![Page 79: 今回はガチでシステムの話をしようか…](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022060201/559a04ac1a28abad5c8b47c4/html5/thumbnails/79.jpg)
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
![Page 80: 今回はガチでシステムの話をしようか…](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022060201/559a04ac1a28abad5c8b47c4/html5/thumbnails/80.jpg)
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
![Page 81: 今回はガチでシステムの話をしようか…](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022060201/559a04ac1a28abad5c8b47c4/html5/thumbnails/81.jpg)
終了
ご清聴ありがとうございました