線形システム理論

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目標: ラプラス変換を用いた電気回路の過渡解析手法を身につけるとともに、線形回路の性質を理解し、留数定理を用いたラプラス解析手法について身に付ける。また、分布定数回路(伝送線路)の考え方、伝送線路方程式、伝送線路の特性を示す種々のパラメータを理解し、伝送線路の解析を習得する。

線形代数学第一、線形代数学第二、微分積分学第一、微分積分学第二

特になし。

参考図書:
[1] 足立 修一 信号・システム理論の基礎 コロナ社 2014年
[2] 新妻 弘明: 電気回路を中心とした 線形システム論、朝倉書店、1999年
[2] 平山 博 , 大附 辰夫 : 電気回路論 、電気学会大学講座) 、 2008年
[3] 高木茂孝: 線形回路理論、朝倉書店、2014年
[4] 斎藤正男: 電気回路・システム特論、コロナ社、2011年
[5] 佐藤和也 はじめての現代制御理論 講談社 2012年

1 線形システム理論の導入-1
2 線形システム理論の導入-2
3 信号線形システムの数学解析
4 電気回路における線形システム理論
5 回路の線形性とラプラス変換
6 部分分数分解によるラプラス逆変換
7 留数定理によるラプラス逆変換
8 中間試験とその解説
9 2端子対回路:Zパラメータ、Yパラメータ、相互インダクタ、 Hパラメータ、
Fパラメータ、 π型回路とY型回路
10 分布定数回路:線路の基本方程式、無損失線路, 無ひずみ線路, 進行波, 後退波
11 分布定数回路(伝送線路)―伝送線路上の電圧電流分布, 反射波と定在波
12 分布定数回路の過渡解析
13 制御回路における線形システム理論-1
14 制御回路における線形システム理論-2
15 量子とAIを駆使した線形システム最先端技術:概説

対応する参考書部分を予習しておくこと。
復習として、授業でとりあげた計算をきちんとフォローすること。
自分で計算することで理解が深まり内容が身につきます。

評価方法:
基本的には
中間試験 50%、期末試験 50%
で評価する。授業中に
小テスト・レポート・演習
等を行ってこれらを考慮する場合もある。
最低達成基準:
・線形システム理論に関する基本数学解析ができる
・二端子対回路における端子対電圧、電流と回路パラメータについて理解しており、与えられた二端子回路の回路パラメータを求めることができる。
・分布定数回路について電圧、電流あるいはインピーダンスを計算できる。
・制御システムに関する基本理論を理解する。

随時。事前にメールまたは電話で連絡して来室すること。

現代の情報システムを支える電子回路の設計や解析を行うためには線形システムの基礎知識が必須となる。線形システムは電子回路設計の基礎であると同時に、電子回路以外の線形システム設計にも幅広く応用できるので、その解析手法に習熟してほしい。

電子回路設計の基礎ですので、電子工学コースの学生にぜひ真剣に取り組んでもらいたい。