- 開講元
- 応用化学コース
- 担当教員名
- 関 宏也
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 月7-8(G112)
- クラス
- -
- 科目コード
- CAP.I547
- 単位数
- 1
- 開講年度
- 2016年度
- 開講クォーター
- 3Q
- シラバス更新日
- 2016年4月27日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 英語
- アクセスランキング
-
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講義の概要とねらい
化学プラントを安全かつ効率的に運転するためには，プロセスの動的な特性を理解することが重要である．また，プロセスの運転に不可欠なプロセス制御系を設計するためには，対象の動的な数式モデルを導出し，種々の解析，設計手法を使いこなすことが必要となる．本講義では，簡単な化学プロセスを対象として，マスバランス，エネルギバランスに基づくプロセスの動的モデル（微分方程式）の導出から始め，微分方程式の数値解法，微分方程式の安定性解析，線形化，フィードバック制御系の設計といった一連の手法について紹介する．最終的には，不安定な反応器のフィードバック制御による安定化をシミュレーションにより実現する．
到達目標
この講義を履修することにより，
１）簡単な化学プロセスを対象として，マスバランス，エネルギーバランスからプロセスの動的な特性を記述する微分方程式を導出できる
２）微分方程式を数値的に解いて計算機シミュレーションを行えるようになる
３）モデルに基づいた安定性解析の知識を身に付ける
４）フィードバック制御系の設計を体験する．
キーワード
プロセス・モデリング，動的シミュレーション，プロセス制御
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
講義では，各回のテーマの解説を行うとともに，毎回課す宿題レポート（MATLABプログラミング）の解答を示す．
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 講義の概要: 化学プロセスの動特性と制御 | 化学プロセスの動特性と制御について理解する |
| 第2回 | 反応器のモデル化 (1) | 化学反応器のモデル化について理解する |
| 第3回 | 反応器のモデル化 (2） | 化学反応器のモデル化について理解する |
| 第4回 | 非線形モデルの定常状態解析 | 非線形モデルの定常解析法について理解する． |
| 第5回 | 非線形プロセスのシミュレーション | 非線形プロセスのシミュレーション法について理解する |
| 第6回 | 線形化と線形解析 | 非線形プロセスの動特性の解析方法にういて理解する． |
| 第7回 | フィードバック制御系の設計 | フィードバック制御系の設計について理解する． |
| 第8回 | 不安定系の安定化 | 不安定系のフィードバック安定化について理解する． |
教科書
講義資料はOCW-iにアップロードする．
参考書、講義資料等
講義資料はOCW-iにアップロードする．
成績評価の基準及び方法
講義毎に出題する課題レポートによる
関連する科目
- CAP.I407 ： 化学工学概論（基礎）
- CAP.I417 ： 化学工学概論（単位操作）
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
特になし
