| 授業科目 制御工学1 |
担当教員 柏尾 知明 |
開講期 通年
| |
| 科目番号 130411 |
対象学年・学科・コース 4年 電子制御工学科 |
単位区分 |
単位数 2単位 |
| 授業概要・授業方針
古典制御理論の基礎となる，ラプラス変換の応用，時間応答の求め方，制御系の定常特性と過渡特性の評価法，周波数領域での解析の基礎となるボード線図とベクトル軌跡について，講義とMatlabを用いたシミュレーションを併用して授業する．
|
到達目標
|
|
| 授業要目 | 到達目標 との対応 |
自己点検 |
| 前期 |
| 1 | 自動制御の考え方、その歴史と分類 | 1 | |
| 2 | ラプラス変換の定義と基本的な関数のラプラス変換 | 2 | |
| 3 | 信号の伝達とブロック線図 | 2,3 | |
| 4 | ラプラス変換の計算(1) | 2 | |
| 5 | ラプラス変換の計算(2) | 2 | |
| 6 | ラプラス逆変換 | 2 | |
| 7 | ラプラス逆変換の計算と応用 | 2 | |
| 8 | 前期中間試験 | ||
| 9 | 前期中間試験返却・復習 | ||
| 10 | ラプラス変換の応用−微分方程式の解法(1) | 2 | |
| 11 | ラプラス変換の応用−微分方程式の解法(2) | 2 | |
| 12 | たたみこみ積分と伝達関数 | 4 | |
| 13 | ブロック線図の等価変換(1) | 3 | |
| 14 | ブロック線図の等価変換(2) | 3 | |
| 15 | フィードバック制御系のブロック線図 | 3 | |
| 16 | 前期末試験 | ||
| 17 | 前期末試験返却・復習 |
| 後期 | 自己点検 |
| 1 | 伝達関数の基本形 | 5 | |
| 2 | フィードバック制御系の定常特性（1） | 5 | |
| 3 | フィードバック制御系の定常特性（2） | 5 | |
| 4 | フィードバック制御系の過渡特性（1） | 5 | |
| 5 | フィードバック制御系の過渡特性（2） | 5 | |
| 6 | （Matlab演習）Matlabの基本操作 | 5 | |
| 7 | （Matlab演習）制御系の定常偏差・過渡応答 | 5 | |
| 8 | 後期中間試験 | ||
| 9 | 後期中間試験返却・復習 | ||
| 10 | 周波数応答の定義 | 4 | |
| 11 | ボード線図（1） | 6 | |
| 12 | ボード線図（2） | 6 | |
| 13 | ベクトル軌跡（1） | 6 | |
| 14 | ベクトル軌跡（２） | 6 | |
| 15 | （Matlab演習）ボード線図・ベクトル軌跡 | 6 | |
| 16 | 学年末試験 | ||
| 17 | 学年末試験返却・復習 |
| 到達達成度の指標（ルーブリック） |
| 到達 目標 |
理想的なレベル（Ａ）の目安 | 標準的なレベル（Ｂ）の目安 | 未到達なレベル（Ｃ）の目安 | 自己評価 |
| 1 | 制御工学の歴史を知り，自動制御の基本的な考え方を理解し，その応用方法を想定できる． | 制御工学の歴史を知り，自動制御の基本的な考え方を理解できる． | 制御工学の歴史を知らず，自動制御の基本的な考え方を理解できない． | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 2 | ラプラス変換・逆変換の定義と制御工学で利用する諸性質を知り，微分方程式の解法などに応用できる． | ラプラス変換・逆変換の定義と制御工学で利用する諸性質を知っている． | ラプラス変換・逆変換の定義と制御工学で利用する諸性質を知らない． | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 3 | ブロック線図を理解し，基本的な等価変換と複雑なブロック線図の簡単化ができる． | ブロック線図を理解し，基本的な等価変換ができる． | ブロック線図を理解できない． | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 4 | インパルス応答と重畳積分を用いた系の応答の計算法を知り，応用できる． | インパルス応答と重畳積分を用いた系の応答の計算法を知っている． | インパルス応答と重畳積分を用いた系の応答の計算法を知らない． | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 5 | 制御系の定常特性・過渡特性の評価法を知り，応用できる． | 制御系の定常特性・過渡特性の評価法を知っている． | 制御系の定常特性・過渡特性の評価法を知らない． | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 6 | 制御系のボード線図・ベクトル軌跡を理解し，描くことができ，応用できる． | 制御系のボード線図・ベクトル軌跡を理解し，描くことができる． | 制御系のボード線図・ベクトル軌跡を理解できない． | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 到達度評価
定期試験:70%，レポート:30%で評価する．
|
||||||||||||
| 履修上の注意
制御工学は電気，機械，化学系をはじめ，システムを数学モデルで表現し，これを安定かつ効率的に運用することを目的とする基礎理論である．多くの工学分野への応用が期待できるので，Matlabを用いた演習を併用して理解を深めて欲しい．
|
||||||||||||
| 事前学習・自己学習・関連科目
事前学習：関連科目である数学A-1,2,3,B-1,2,3，基礎電気数学の復習を行なっておく必要がある．また，教科書での事前学習を勧める． 自己学習：教科書・ノート，演習プリントで復習すること． 関連科目：数学A-1,2,3,B-1,2,3，基礎電気数学の内容を用いる．本内容は関連科目である制御工学2，計算機制御につながっていく． |
||||||||||||
学習・教育目標
|