【九州大学大学院】システム情報学府 院試対策(制御工学)

制御工学の試験範囲

古典制御と現代制御から出題されます。多くの大学は、古典制御のみの出題になっています。このため、試験範囲としては広く、他科目に対し対策に時間がかかります。

九大 システム情報学府 院試の全体

電気電子工学専攻、情報理工学専攻と分かれています。数学は両者ともに同じ分野、選択範囲になっており、専門科目に違いがあります。

制御工学については、専門科目に属しています。電気電子工学専攻のみ選択可能です。

他科目に対しての難易度ですが、難しいと思います。個人的には、専門5科目のうち最も選択優先度が低いです。確かに、明らかに難しい問題が出題されたりはしませんが、問い方に一工夫あったりと、制御工学を勉強していないと題意を理解することに苦しむ場合があります。

また、計算量が多いためミスしやすいです。伝達関数の計算、有理化、行列の計算と電気回路に負けないレベルで量が多いです。試験時間が限られているため、命取りになります。

対策に使える参考書、問題集

全体

最近5年分は以下の分野の出題がありました。

ボード線図の作図。状態フィードバックが頻出です。ほぼ毎年出題されます。幸いにも、伝達関数自体は複雑ではなく、フィードバックベクトルも2次元であるため、対策すれば点数になりやすい分野です。問題集で多々取り上げられていますので、是非対策しましょう。

他、微分方程式を変数変換する問題もあります。慣れるまでは大変ですが、数学的な作業であることに注目すれば、答えにたどり着けると考えます。

ナイキストの安定判別法、フルビッツの安定判別法もどこかの問題でほぼ毎年使います。試験中にド忘れしないようにしましょう。

逆に、根軌跡はあまり出題されないようです。

・参考になりそうな本サイトの記事 (是非ご覧ください)

教科書(古典制御)

古典制御理論 (基礎編) 荒木 光彦 (編集)(シラバス対象本)

古典制御について解説しています。最後の章では状態方程式に関しても解説していますが、あっさりしているので別の本にした方が良いかもしれません。演習問題も一通り揃っており、まだ教科書が決まっていない方は購入されると良いかもしれません。

自動制御理論 樋口 龍雄(著) (シラバス対象本？)

東北大の講義「システム制御工学」の指定教科書です。九大でも、担当教員によっては紹介されています。筆者はこちらを利用して勉強していましたが、非常に分かりやすかったです。九大の院試問題を解いていても十分通用する内容でした。オススメします。

教科書(現代制御)

現代制御については、九大指定の教科書(シラバス)はありませんでした。よって、管理人の独断と偏見で紹介します。

システム制御理論入門 (実教理工学全書)小郷 寛 (著), 美多 勉 (著)

阪大の制御工学の対策ページでも紹介しましたが、引き続きオススメします。基本的な行列の計算から収録されており、現代制御に対応するための計算道具から揃えることができます。演習問題自体も、九大の院試問題にある程度太刀打ちできるレベルのものが揃っています。

状態フィードバック、可制御、可観測性のページだけでも見ましょう。

システム制御Ⅱ 宮崎 道雄 (編集)

こちらも現代制御について解説しています。双対性に関する説明が多いため、こちらの分野に困っている方は手に取ると良いと思います。第3章にあります。ただ、新品では売られていないので、中古品かご所属の大学図書館の蔵書を確認しましょう。

問題集

４．演習で学ぶ現代制御理論 森 泰親 (著) (オススメ)

九大レベルですと、こちらの参考書が最も適していると考えます。一般的な計算問題の他に、公式の説明などがありますので、基本事項を発展させていく同大学の入試にピッタリでは無いかと思います。

他、併願先の大学でも制御工学を選択し、問題が難しい場合は下記の本でも良いと思います。

５．大学院入試徹底対策テキスト 制御工学 森 泰親(著)

対象は、阪大より上の大学かと思います。計算量も多いため、九大には少しオーバーワークかもしれません、ただ、こちらの問題集を完璧にすれば、制御工学に絶対的な自信が付くでしょう。

掲載されている問題が全て難しいわけではないので、九大と同レベルの大学の問題をつまみ食いしても良いと思います。

対策に使える他大学の問題

全体的に、九大過去問を優先した方が良いかもしれません。

古典制御は、少し難しいですが東大をオススメします。ゲインを大きくしたときの振る舞いなど、制御がどのように動くかイメージする行為が九大と似ています。

現代制御は、、紹介こそしましたが、過去問を優先した方が良いと思います。阪大は、問題として難しく、オーバーワーク気味。広島大は少し簡単なため、九大院試で武器にするならば、前章で紹介した問題集を完璧にした方が良いと思います。

最後に

制御工学は院試としては敬遠しますが、将来電気系技術者として工場系の仕事がしたい場合は、勉強した方が良いです。理由は、電験の二次試験を初め、難しめの資格試験で何かと出題されることがあるからです。

せめて、微分方程式はラプラス変換することで、制御を考えやすくなる。というイメージは大学のうちに持っておきましょう。