はじめての制御工学:第3講

内容

あるシステムの入力 u(t),出力 y(t)Laplace 変換をそれぞれ U(s), Y(s)とする.いま, Y(s) =G(s) U(s)なる関係がなりたつとき, G(s)をかかるシステムの伝達関数という.

入力と出力の関係を視覚的に捉える方法としてブロック線図がある.等価なブロック線図による置き換えを繰り返すことで伝達の様子を単純化できる.

機械系と電気系のような異なる系でも,伝達関数が(たかだか定数倍の差を除いて)同一となることがある.これは,異なるシステムを統一的な視点から扱えることを意味する.このような性質をシステムのアナロジーという.

感想

ラブプラス変換

はじめての制御工学:第2講

内容

制御の対象となるシステムの数学モデルについて.

入力関数 f(t)と出力関数 y(t)との関係を式で表す. y(t) = \frac{f(t)}{K}のように,微分方程式の形を取らないシステムを静的システムという.一方, \frac{d y(t)}{dt} + y(t) = f(t)のように,微分方程式として表されるシステムを動的システムという.

例として,ばねのシステム(入力を力,出力を変位とみたもの)は静的システムであり,ダンパや粘性摩擦力のシステムは動的システムである.

電気系について考えると,たとえば R-L-C 回路は動的システムをなす.

電気系と機械系の混合システムを考えることができる;好例が直流モータのシステムである.

動的システムの入出力関係を考えるには微分方程式を解く必要があるが,一般にそれはめんどくさい.そこで,Laplace 変換を用いて入力と出力の関係性を考察したい.次講以降で Laplace 変換による伝達関数の導出などについて扱う.

感想

回路が難しかった(電気系ド素人並の感想)

はじめての制御工学:第1講

はじめに

ふと,専門(情報系)以外の勉強もしたくなったので,制御工学に手を出すことにしました.参考書には↓を使っています.

はじめての制御工学 改訂第2版 (KS理工学専門書)

はじめての制御工学 改訂第2版 (KS理工学専門書)

 

できるかぎり一日1講のペースを保ちたいですが,後半になると内容が難しくなるのでちょっと不透明です.

制御工学をがっつり使うわけでもなく,単に教養として一通りやっておきたいだけなので,ゆるゆる進めてきたいと思います.

記事中に誤って認識している箇所などがあればご指摘いただけるとありがたいです.

内容

(第1講は復習的な内容なので,ほとんど新しい学びはないです.)
微分の物理的な意味,微分方程式,指数関数,制御の意味など.

システム(系)を扱うに当たっては,それを数学的モデルに落とし込んで考えることができるとうれしい.

制御とは操作量(入力)を調整することで制御量(出力)を望ましいものに保つことであり,大きく自動制御,手動制御,シーケンス制御(あらかじめ定められた手順に従って制御する方式)に分けられる.
自動制御は重荷,フィードバック制御(出力を適宜検知し,それに応じて入力を変化させる方式),フィードフォワード制御(出力の検知を行わない方式)からなる.入力と出力の関係が明確にわかっている場合はフィードフォワード制御を十分利用できるが,そうでない場合は困る.

感想

特にないです.(なんだこのセクションは)

2018年を振り返って

まえがき

第六駆逐隊のみんなが下半身に身につけてたもの全部買い取りたい

カレンダー

1月

JOI に向けて精進をするなどしていた.あと重い腰を上げて物理に手を付けはじめたり.

2月

JOI に出る.つらくなる.人々とエンカできたのは楽しかった.「人々」と書いたものの実質一人としかエンカしてないことに気づく.

春休みが始まって友人とランニングを始めるが,ふたりとも朝が弱いタイプだったので5回で終わる.
物理をぼちぼちやる.

3月

事実上何もしていなかった.かろうじて応用情報技術者試験の対策?

部活の絡みでイベントに出る.言語処理に興味があったので少しだけその方面を絡めたゲームを作った.正直作り込みが足りなかった.来年は同じ作品をリメイクして出す予定.

4月

進級する.直後に応用情報技術者試験を受ける.このへんまで高校物理への情熱が継続する.

応用情報技術者試験はつらかった.まず会場が遠い.日が昇る前に起きなければならない.しかも,受験者の平均年齢が基本情報のときと比べて一気に増大する.

5月

何やってたかあんまり印象がない.とある科目をきっかけに数学を勉強しはじめる.

6月

数学をやってた.中間試験の結果がひどくて結構めげる.

プロコンの予選がある.競技部門なのでまあ通る.ここからが問題で,開発にほとんど手を付けていなかった.この時期にサボったツケは10月頃支払うことになる.


部内でハッカソンを行う.新入生と2~5年生の距離を縮める目的だった.自分は運営に回ったので直接的に1年生と触れ合ってはいないが,感触はぼちぼちだったと思う.チームごとのテーマを魅力的なものにして,1年生を分散させることが大切っぽい.それと,チーム分けの前に各テーマの紹介を行う簡単な LT とかがあってもいいと思う.

7月

数学をやっていた.暑かった.

このあたりで英語論文を読む必要性が生じる.全く読めないが根気で1行ずつ読み進める.数学の教員に「1年かけて1ページとかはザラだから」と言われてつらくなるが,それは専門の数学者の話であって,高3が趣味でやってるやつはまだマシなのではと思い直す.

8月

夏休みに入るが,実質的には数学休みと呼べるくらいには数学ばかりしていた.といっても,ベースが貧弱だったのであまり結果が出ていない.

所用で東京に出る.ついでなので国会議事堂(衆院)を参観したり,神保町に行ったり,東大赤門を見たりした.明倫館に入って心がときめいた.

Hack U 2018 Osaka に出る.人生で初めて端末室に泊まり込みでの開発を行った.結果はかんばしくなかったが,開発に加われる実質的な頭数が足りなかったことを加味すれば健闘したほうだとは思われる.しかし,こういった正当化が可能なところに問題がありそうではある(そもそもモチベーションに欠けている人間をチームへ突っ込むべきではない.モチベーションは持続的なものではないので,最初に決定したチームメンバーを固定しないことが大事).

9月

プロコン(10月末)の存在が心を蝕みはじめる.いろいろコードを書いたが,この時期までに書いたコードは結局ほぼ生かされなかったと言ってもよい.
あとはめっちゃ数学をしていた.

10月

プロコンがやばいなあとなる.頑張って開発する.ソルバー担当は自分ひとりだったのでかなりめちゃくちゃなコードを書いた.結果として,名状しがたい謎のアルゴリズムが生えてしまった.それっぽい手は返すのだが.探索アルゴリズムについてちょっとでも勉強していたらこんなことにはならなかったのかもしれない.ちょうど木こりが斧を研ぐように(?).

11月

文化祭がある.部の出展があったのでゲームを出す.結構高評価だった.

中間試験がある.毎回のことながら一夜漬けだったが,今回は比較的満足の行く結果を収め得たと思う.席次は上がったが,理由としては ・前期のみ開講科目がそもそも成績に計上されていない ・力学や流体力学のような多くの人が点を落としてる科目で高得点を取れた などがある.しかし,凝りもせず低得点を取り続けている科目(マイコンなど)もある.学年末で挽回できるようにしたい.

12月

化学の到達度試験(CBT)がある.化学といっても高校カリキュラムで言うところの化学基礎分野のみで,本来なら全学生が満点を取れるような試験ではある.ところが,凡ミスで2問落としてしまった.もちろん事前知識があれば解けた(そして,この部分の事前知識は授業で一切扱っていない上に,他クラスに多少知り合いがいれば入手できたので,若干不当ではある)が,少し常識的に考えれば消去法的に正答できたと思われるので悔しい.

冬休みに入る.生活リズムが一瞬で崩壊する.数学・物理の到達度試験に向けてちょっと勉強をする.2月ごろにあるコンテストに向けてソルバーを書く.乱数の生成法について少し学ぶ.あっという間に大晦日になってしまった.

 

お気持ち

勉強の面ではあまり進歩が見られなかった.物理,化学,純粋数学に対する苦手意識を克服できたのはよかった.

生活リズムは悪化した.

プログラミングは比較的たくさんやった.競技プログラミングは JOI 以降あまりやれていないが.Web プログラミングに対する苦手意識は克服できていない.

本はそこそこよく読んだ.来年以降本を読む暇もなくなることが想定されるので,今のうちにたくさん読んでおきたい.

ごちうさの新刊は実によかった.きんモザの新刊もよかった.後世に語り継いでいきたいと思う.

 

読書

読んだ本をなんの工夫もなしに列挙しておく.

IntelliJ で Gradle プロジェクトを作った際,src フォルダとかが生成されない

表題の通り.

File→Settings→Build, Execution, Deployment→Build Tools→Gradle→Create directories for empty content roots automatically にチェックを入れる.

 

P.S. 「Gradle」と「グラドル」でだじゃれを作れるかと思っていたが,Gradle の読みは「グレイドル」らしいので断念.

調べてみると,インターネットには単語の発音を教えるだけの動画がいっぱいあるっぽい.

youtu.be

カリキュラム更新による授業種別の変更について

旧カリ新カリ

  • 必修科目必履修科目
  • 実験科目/体育必修科目

必修科目は単位を取らないor欠席数が1/5を上回ると留年が確定する科目.必履修科目は欠席数が1/3を上回ると留年が確定する科目.

進級するには,自学年で開講されている科目のうち,

  • 全ての必修科目で成績60点以上を取り,
  • 全ての必修科目で4/5以上出席し,
  • 全ての必履修科目で2/3以上出席し,

かつ,規定以上の単位数を取る必要がある.

カリキュラムの過渡期にあるので,教員側が必修と必履修とを取り違えていたりする(上述の通り,旧カリでは「必ず出なければならない科目」が必修科目と呼ばれていた).学生生活ガイドブック記載の授業科目表と Web サイト記載の授業科目表は正しいので,迷ったらそちらを見ればよい.なお,高専機構が提供しているらしい Web シラバスでは,困ったことに必履修科目も必修科目として記載されている.システムの都合だろうか.この記述は信用してはいけない

新年度になった

気づけば進級していました.3年生になります.やりたいことがいろいろあります.

  • 勉強 - 英語,物理,数学あたり
  • 開発 - Web 絡み
  • 競プロ
  • 読書

今年度は高専プロコンへの参加がほぼ確定しており,しかもバイトが割と忙しくなりそうなので,時間を効率よく使っていきたいです.編入試験まであと2年しかないし,英語力を鍛えないとやばそう.

春休みは相当だらだらしていてあまり勉強が進んでいません.かろうじて物理をちょっとだけやりました.結構な苦手意識を持っていたんですが,ちょっとでも軽減できたらいいな~という気持ちです.

学校ですが,クラスの人数がかなり増えてて驚きました.教室が狭い.
時間割を見ると(3年なので当たり前ですが)専門科目が増えてて個人的には嬉しいです.数値計算の講義があるのが大変よい.