国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

　ハイブリッドシステムとは，離散変数と連続変数から成る動的システムのことである。あるいは，論理変数と物理変数から成る動的システムとも定義される。このようなシステムの例として、論理動作を含むコンピュータ制御される制御系が挙げられる。他にはボールが弾むなど不連続な物理現象も含む。本講義では，このような複雑なシステムをいかに数理モデルで表現し，制御系を設計するかについて，その基礎理論を講述する。
　本講義のねらいは，古典制御や現代制御を履修した学生に対して，よりアドバンストな制御手法として，オートマトンなど論理変数から成るシステムの表現方法を修得し，古典制御や現代制御においてすでに修得している物理変数から成るシステムの表現方法と組み合わせる手法について，および，それを用いたモデル予測制御手法について修得することにある。

到達目標

　本講義を履修することによって次の能力を修得する。
１）離散変数と連続変数が混在するハイブリッドシステムがどのようなシステムであるかを理解できる
２）制御設計に適した形で、複雑な振る舞いを記述するハイブリッドモデルを導出することができる
３）導出したハイブリッドモデルを用いて，モデル予測制御系が設計できる

キーワード

ハイブリッドシステム，離散事象システム，事象駆動システム，命題論理，オートマトン，混合論理動的システム，区分的アファインシステム，ジャンプ現象，モデル予測制御，混合整数計画問題

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

最初の１時間は講義，残りの40分は講義に関する演習に分けて進める。下記の授業計画および課題に従って，予習・復習を行うこと。配布資料入手やレポート提出等は，T2SCHOLAを利用する。授業の冒頭で説明する。

授業計画・課題

授業時間外学修（予習・復習等）

学修効果を上げるため，配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

教科書は特になし。毎回の授業において配布資料を使用する。

参考書、講義資料等

・井村順一，東俊一，増淵泉　「ハイブリッドシステムの制御」，コロナ社，ISBN 978-4-339-03320-5

成績評価の基準及び方法

1) ハイブリッドシステムのモデリングとモデル予測制御による制御系設計に関する基本的な理解度を評価する。
2) 配点はレポートで40％と，最終試験(対面予定，状況によってオンラインでの実施もあり得る。その場合は7thの授業で実施)で60％とする。

関連する科目

• SCE.C301 ： 線形システム制御論

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

SCE.C301 ： 線形システム制御論を履修していること，または，同等の知識があること。