HB206000 計算数理Ｂ

広島大学シラバス

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年度 2025年度開講部局理学部

講義コード HB206000 科目区分専門教育科目

授業科目名計算数理Ｂ

授業科目名
（フリガナ）ケイサンスウリB

英文授業科目名 Mathematics for Computation B

担当教員名大西　勇

担当教員名
(フリガナ) オオニシ　イサム

開講キャンパス東広島開設期 4年次生   後期   ３ターム

曜日・時限・講義室 (3T) 水7-10

授業の方法講義授業の方法
【詳細情報】対面, オンライン（オンデマンド型）

講義中心、演習中心、板書多用

単位 2.0 週時間 4 使用言語 J : 日本語

学習の段階 3 : 中級レベル

学問分野（分野） 25 : 理工学

学問分野（分科） 01 : 数学・統計学

対象学生理学部数学科4年生

授業のキーワード古典的制御理論、PID制御、ラプラス変換、伝達関数、ブロック線図、最適レギュレーター、フィードバック制御、極配置法

教職専門科目　教科専門科目　

プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
（学部生対象科目のみ）「制御工学と数理科学の交差点で」学び、研究・開発して行くために、制御の理論を学ぶための基本的な数理科学の概念、及び、古典的な制御理論、PID制御などを講じる。
到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ）数学プログラム
（知識・理解）
・現代数学の基幹的理論の延長上にある先端的理論のいくつかに関する知識と展望を得る。
（能力・技能）
・情報に関する基礎的知識・技術・態度を学び，情報の処理や受発信および情報の活用を適切に行うことができる。

授業の目標・概要等「数理科学と制御工学の交差点で」研究して行くために、制御の理論を学ぶための基本的な数理科学の概念を学び、古典的な制御理論、PID制御などを講じる。また、講義の最初数回、MATLAB, Simulink をオンラインで使うためのアカウントを作ってもらい、適宜、simulink online によって、課題を実際にコード化し、実行してもらう。

授業計画第1回  Introduction I
MATLAB, Simulink のチュートリアル I
第2回　Introduction II
MATLAB, Simulink のチュートリアル II
第3回 Introduction III
MATLAB, Simulink のチュートリアル III
第4回 Introduction IV
MATLAB, Simulink のチュートリアル IV
第5回　ラプラス変換について
第6回  工学的なシステムを記述する。
第7回  工学的なシステムを制御する。
システムの応答と安定性
第8回　　行列と線形作用素（有限次元）についての復習 I
固有値と固有ベクトル
第9回　　行列と線形作用素（有限次元）についての復習 II
固有値と応答、モード展開
第10回　　行列と線形作用素（有限次元）についての復習 III
座標変換と標準形、ブロック線図
第11回　古典的な制御理論 I
可制御性と可観測性
第12回  古典的な制御理論 II
極配置法
第13回  古典的な制御理論 III
最適レギュレーター
第14回　古典的な制御理論 IV
折り返し法
第15回　PID制御

中間・期末試験は行わない。
出席状況とレポート課題の出来で成績をつける。

# ソースコードのブロック線図や実行結果は、online アカウントに私のアカウント：
# kohnishi@hiroshima-u.ac.jp で作ったonline Matlab, simulink のアカウント、と
# 共有できるように作った学生の氏名、学生番号で作ったフォルダをおいてもらってそこにおくことに
# します。ただし、理論的な証明問題などのレポートは、紙のレポートを作成して、
# 別途、指定時期に指定の場所に投函してもらい、総合的に成績をつけます。

教科書・参考書等 1. 新版フィードバック制御の基礎　片山徹　著　（朝倉書店）
2. 工学部で学ぶ数学　千葉逸人　著　　（プレアデス）
3. 線型代数と固有値問題 --スペクトル分解を中心に--  笠原晧司  著

授業で使用する
メディア・機器等テキスト, 配付資料

【詳細情報】

授業で取り入れる
学習手法ディスカッション, 小テスト／クイズ形式, 授業後レポート

予習・復習への
アドバイス工学的なものを含む具体例を出すので、理論的な理解のみならず、Simulink を用いてコード化し、具体的に制御の実際など、眺めてみてほしい。

履修上の注意
受講条件等この科目は、基本的にメディアセンター本館で行う。

講義：メディアセンター２階　セミナー室３

演習：メディアセンター２階　計算機室　後　36台

でやる。

さらには、本講義対応の”もみじの掲示板”と”moodleのページ｀も常に参照してほしい。

成績評価の基準等講義への出席状況など総合的な判定：35％　
レポート課題提出：65％
程度の割合で判断する。

実務経験

実務経験の概要と
それに基づく授業内容

メッセージ制御理論は、数学科で2年生くらいまでに学ぶ、基礎的な数理科学的手法や概念をたくさん使うと同時に、工学的な自動車の自動運転制御など、現実に役立つものに関わるものであるので、

「理屈を理論的に理解し、理路整然と説明できる」
と
「具体的な解の振る舞い、制御の実際をシミュレートできる」

の両方をバランスよくできることが重要です。

その他 # ソースコードのブロック線図や実行結果は、online アカウントに私のアカウント：
# kohnishi@hiroshima-u.ac.jp で作ったonline Matlab, simulink のアカウント、と
# 共有できるように作った学生の氏名、学生番号で作ったフォルダをおいてもらってそこにおくことに
# します。ただし、理論的な証明問題などのレポートは、紙のレポートを作成して、
# 別途、指定時期に指定の場所に投函してもらい、総合的に成績をつけます。

すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。

年度	2025年度	開講部局	理学部
講義コード	HB206000	科目区分	専門教育科目
授業科目名	計算数理Ｂ
授業科目名（フリガナ）	ケイサンスウリB
英文授業科目名	Mathematics for Computation B
担当教員名	大西　勇
担当教員名 (フリガナ)	オオニシ　イサム
開講キャンパス	東広島	開設期	4年次生後期３ターム
曜日・時限・講義室	(3T) 水7-10
授業の方法	講義	授業の方法【詳細情報】	対面, オンライン（オンデマンド型）
講義中心、演習中心、板書多用
単位	2.0	週時間	4	使用言語	J : 日本語
学習の段階	3 : 中級レベル
学問分野（分野）	25 : 理工学
学問分野（分科）	01 : 数学・統計学
対象学生	理学部数学科4年生
授業のキーワード	古典的制御理論、PID制御、ラプラス変換、伝達関数、ブロック線図、最適レギュレーター、フィードバック制御、極配置法
教職専門科目		教科専門科目
プログラムの中でのこの授業科目の位置づけ（学部生対象科目のみ）	「制御工学と数理科学の交差点で」学び、研究・開発して行くために、制御の理論を学ぶための基本的な数理科学の概念、及び、古典的な制御理論、PID制御などを講じる。
到達度評価の評価項目（学部生対象科目のみ）	数学プログラム（知識・理解）・現代数学の基幹的理論の延長上にある先端的理論のいくつかに関する知識と展望を得る。（能力・技能）・情報に関する基礎的知識・技術・態度を学び，情報の処理や受発信および情報の活用を適切に行うことができる。
授業の目標・概要等	「数理科学と制御工学の交差点で」研究して行くために、制御の理論を学ぶための基本的な数理科学の概念を学び、古典的な制御理論、PID制御などを講じる。また、講義の最初数回、MATLAB, Simulink をオンラインで使うためのアカウントを作ってもらい、適宜、simulink online によって、課題を実際にコード化し、実行してもらう。
授業計画	第1回 Introduction I MATLAB, Simulink のチュートリアル I 第2回　Introduction II MATLAB, Simulink のチュートリアル II 第3回 Introduction III MATLAB, Simulink のチュートリアル III 第4回 Introduction IV MATLAB, Simulink のチュートリアル IV 第5回　ラプラス変換について第6回工学的なシステムを記述する。第7回工学的なシステムを制御する。システムの応答と安定性第8回　　行列と線形作用素（有限次元）についての復習 I 固有値と固有ベクトル第9回　　行列と線形作用素（有限次元）についての復習 II 固有値と応答、モード展開第10回　　行列と線形作用素（有限次元）についての復習 III 座標変換と標準形、ブロック線図第11回　古典的な制御理論 I 可制御性と可観測性第12回古典的な制御理論 II 極配置法第13回古典的な制御理論 III 最適レギュレーター第14回　古典的な制御理論 IV 折り返し法第15回　PID制御中間・期末試験は行わない。出席状況とレポート課題の出来で成績をつける。 # ソースコードのブロック線図や実行結果は、online アカウントに私のアカウント： # kohnishi@hiroshima-u.ac.jp で作ったonline Matlab, simulink のアカウント、と # 共有できるように作った学生の氏名、学生番号で作ったフォルダをおいてもらってそこにおくことに # します。ただし、理論的な証明問題などのレポートは、紙のレポートを作成して、 # 別途、指定時期に指定の場所に投函してもらい、総合的に成績をつけます。
教科書・参考書等	1. 新版フィードバック制御の基礎　片山徹　著　（朝倉書店） 2. 工学部で学ぶ数学　千葉逸人　著　　（プレアデス） 3. 線型代数と固有値問題 --スペクトル分解を中心に-- 笠原晧司著
授業で使用するメディア・機器等	テキスト, 配付資料
【詳細情報】
授業で取り入れる学習手法	ディスカッション, 小テスト／クイズ形式, 授業後レポート
予習・復習へのアドバイス	工学的なものを含む具体例を出すので、理論的な理解のみならず、Simulink を用いてコード化し、具体的に制御の実際など、眺めてみてほしい。
履修上の注意受講条件等	この科目は、基本的にメディアセンター本館で行う。講義：メディアセンター２階　セミナー室３演習：メディアセンター２階　計算機室　後　36台でやる。さらには、本講義対応の”もみじの掲示板”と”moodleのページ｀も常に参照してほしい。
成績評価の基準等	講義への出席状況など総合的な判定：35％　レポート課題提出：65％程度の割合で判断する。
実務経験
実務経験の概要とそれに基づく授業内容
メッセージ	制御理論は、数学科で2年生くらいまでに学ぶ、基礎的な数理科学的手法や概念をたくさん使うと同時に、工学的な自動車の自動運転制御など、現実に役立つものに関わるものであるので、「理屈を理論的に理解し、理路整然と説明できる」と「具体的な解の振る舞い、制御の実際をシミュレートできる」の両方をバランスよくできることが重要です。
その他	# ソースコードのブロック線図や実行結果は、online アカウントに私のアカウント： # kohnishi@hiroshima-u.ac.jp で作ったonline Matlab, simulink のアカウント、と # 共有できるように作った学生の氏名、学生番号で作ったフォルダをおいてもらってそこにおくことに # します。ただし、理論的な証明問題などのレポートは、紙のレポートを作成して、 # 別途、指定時期に指定の場所に投函してもらい、総合的に成績をつけます。
すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。

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