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組込みソフトウェア技術者養成講座 講座詳細

講座概要
講座名 SV3 「エンジン制御のためのモデルベース設計[概論][実習]」
日数 各2日 時間 各14時間
【組込み-自動車系】
講座詳細

【ね ら い】
自動車エンジン制御系のモデリング、解析及び設計に至る基本を習得する。さらに先端のエンジン制御技術の例と、MATLAB/SIMULINKを用いたシミュレーション例を通じて、モデルベースデザインを使った最新のエンジン制御設計技術を学ぶ。

【対  象】
エンジン制御あるいはパワートレイン系の車載ソフト開発に関係するソフト技術者。
本講座の概論を受講済あるいは同等の知識があり、MATLAB/SIMULINKの基本操作ができる方(実習)

【講義内容】
《概論》

1章  概論
  1. エンジンの概要
  2. エンジンの動特性とモデルの変遷
  3. エンジン制御系の構成
  4. エンジン制御の課題
2章  制御系解析理論基礎
  1. 動的システムの表現
  2. 定常誤差と過渡性能
  3. 伝達関数と状態方程式
  4. 周波数特性と時間領域特性
  5. フィードバック制御と安定性
3章  制御系設計手法
  1. 定常誤差とPID制御
  2. 周波数特性に基づく設計
  3. 状態方程式に基づく設計
  4. 最適制御
  5. モデル予測制御
  6. モデルの不確かさ
  7. ロバスト制御と適応制御
  8. 非線形系の制御問題
4章  エンジンのモデル
  1. 動的システムのモデリング
  2. 制御からみたエンジンの構造
  3. エンジンモデルの基本
  4. 気筒内状態動的モデル
  5. 平均値モデル
5章  エンジン制御系設計
  1. 速度制御
  2. 空燃比制御
  3. トルク推定と制御
  4. 始動速度制御
6章  MATLABによる制御系シミュレーション基礎
  1. 準備
  2. SIMULINKと動的システム
  3. カーブフィッテング
  4. エンジンモデル(SICEベンチマークシミュレータ)
7章  先進パワートレインにおける制御課題
  1. HEVにおける制御課題
  2. エンジンの気筒毎制御問題

《実習》
1章  MATLAB/SIMULINKの基本
  1. MATLAB/SIMULINKの概要
  2. MATLABの基本コマンド(変数、演算、関数操作、行列)
  3. MATLABコマンド(微分方程式)
  4. M-file
  5. 演習Ⅰ:MATLAB基本
2章  パラメータの同定方法
  1. モデルの構造とパラメータ
  2. 最小二乗法の解
  3. 演習Ⅱ:VVT-IMEPモデル
  4. 推定誤差、D-最適性、DoE
3章  動的モデルとSimulink
  1. 過渡特性と動的モデル
  2. S-演算子とz-演算子
  3. 燃料付着モデルの例
  4. システムのブロック線図/li>
  5. Simulinkモデル作成の基本
  6. 演習Ⅲ:質量・ばね・ダンパー系
4章  エンジン平均値モデル
  1. モデルの物理背景
  2. 平均値モデルの概要
  3. Simulinkの非線形ブロックとユーザ定義関数
  4. エンジン平均値モデルのブロック線図
  5. 演習Ⅳ:Simulinkモデル作成
5章  動的システムモデル同定
  1. 動的モデルの最小二乗同定手法
  2. 逐次最小二乗同定アルゴリズム
  3. モデル同定のためのMATLAB基本
  4. 演習Ⅴ:動的モデル同定
6章  制御系シミュレーションとHILs製作実習
  1. スロットルのモデリングと制御
  2. PI制御側の実装アルゴリズム
  3. 演習Ⅵ-Ⅰ:実験データに基づくスロット弁のモデル同定
  4. 演習Ⅵ-Ⅱ:スロット制御シミュレーション
  5. 演習Ⅵ-Ⅲ:dSPACEを用いる簡易HILS製作(オプション)

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