到達目標
1)伝達関数、ブロック線図によるシステムの表現ができる.
2)システムの周波数領域での解析ができる.
3)システムの安定判別ができる.
4)フィードバック制御系の基本特性の解析ができる.
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 伝達関数、ブロック線図によるシステムの表現ができる. | 伝達関数、ブロック線図によるシステムの表現がある程度できる. | 伝達関数、ブロック線図によるシステムの表現ができない. |
評価項目2 | システムの周波数領域での解析ができる. | システムの周波数領域での解析がある程度できる. | システムの周波数領域での解析ができない. |
評価項目3 | システムの安定判別ができる. | システムの安定判別がある程度できる. | システムの安定判別ができない. |
評価項目4 | フィードバック制御系の基本特性の解析ができる. | フィードバック制御系の基本特性の解析がある程度できる. | フィードバック制御系の基本特性の解析ができない. |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-4
説明
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JABEE d1
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教育方法等
概要:
自動制御は、制御工学の基礎科目として位置付けられている。自動制御の授業では,電子制御工学科中期目標である「機械システムの構造および特性を理解するための基礎知識と開発・設計するための応用技術」および「機械システムを制御・最適化するための応用技術」に関する知識・技術の習得を目的として,システム動作のブロック線図による表現、システムの周波数応答、システムの安定判別法、フィードバック制御系の特徴ついて学ぶ.
授業の進め方・方法:
授業は座学を中心に進めるが,授業内容をより理解するために定期的に例題演習をおこなう.例題演習には多大な時間を要するものがあるため,必要に応じてレポート課題とする.
注意点:
4年生までに学習した応用数学(特にラプラス変換)の復習をおこない理解しておくこと.
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
授業ガイダンス |
授業の進め方・演習方法について理解する.
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2週 |
システムの伝達関数表現 |
ラプラス変換を用いた伝達関数が理解できる.
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3週 |
システムの伝達関数表現 |
システムの伝達関数を導出できる.
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4週 |
システムのブロック線図表現 |
システムのブロック線図表現を理解できる.
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5週 |
システムのブロック線図表現 |
システムのブロック線図を簡略化することができる.
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6週 |
システムのブロック線図表現 |
システムのブロック線図を導出できる.
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7週 |
伝達関数とブロック線図に関する問題演習 |
システムの伝達関数とブロック線図を導出できる.
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8週 |
前期中間試験 |
伝達関数、ブロック線図によるシステムの表現ができる.
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2ndQ |
9週 |
システムの過渡応答 |
各種入力信号に対する応答を解析できる.
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10週 |
ボード線図による周波数応答 |
比例要素、微分要素のボード線図を図示できる。
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11週 |
ボード線図による周波数応答 |
積分要素、一次遅れ要素、二次遅れ要素のボード線図を図示できる。
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12週 |
ボード線図による周波数応答 |
ボード線図の合成ができる.
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13週 |
ボード線図による周波数応答 |
ボード線図の合成ができる.
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14週 |
位相余裕とゲイン余裕 |
ボード線図より位相余裕とゲイン余裕の計算ができる.
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15週 |
周波数応答と安定判別法に関する問題演習 |
システムの周波数領域での解析ができる.
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16週 |
前期期末試験 |
システムの周波数領域での解析ができる. システムの安定判別ができる.
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後期 |
3rdQ |
1週 |
ベクトル軌跡による周波数応答 |
基本要素のベクトル軌跡を図示できる.
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2週 |
ベクトル軌跡による周波数応答 |
ベクトル軌跡の合成ができる.
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3週 |
ナイキストの安定判別法 |
ナイキスト軌跡よりシステムの安定判別ができる.
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4週 |
ラウスの安定判別法 |
ラウスの安定判別法よりシステムの安定判別ができる.
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5週 |
フルビッツの安定判別法 |
フルビッツの安定判別法よりシステムの安定判別ができる.
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6週 |
フィードバック制御系の定常特性 |
最終値定理よりフィードバック制御系の定常特性を解析できる。
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7週 |
フィードバック制御系の定常特性 |
最終値定理よりフィードバック制御系の定常特性を解析できる。
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8週 |
後期中間試験 |
システムの周波数領域での解析ができる. システムの安定判別ができる.
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4thQ |
9週 |
フィードバック制御系の過渡特性 |
行き過ぎ時間、行き過ぎ量、整定時間をなどのフィードバック制御系の過渡特性を解析できる.
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10週 |
フィードバック制御系の過渡特性 |
位相余裕、共振値などのフィードバック制御系の過渡特性を解析できる.
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11週 |
過渡応答とフィードバック制御系に関する問題演習 |
フィードバック制御系の基本特性の解析ができる.
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12週 |
PID補償 |
PID補償の効果を理解できる.
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13週 |
PIDゲインの調整法 |
ステップ応答法と限界感度法によるPIDゲインの調整法を理解できる.
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14週 |
システムの伝達関数表現 |
メイソンの公式を用いて、複雑なブロック線図の解析ができる.
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15週 |
システムの伝達関数表現 |
メイソンの公式を用いて、複雑なブロック線図の解析ができる.
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16週 |
学年末試験 |
フィードバック制御系の基本特性の解析ができる. ブロック線図によるシステムの表現ができる.
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 10 | 0 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | 10 |
専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 90 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |