到達目標
1.モデルベース開発の有用性を理解している。
2.状態方程式による制御モデルの表現方法を理解している。
3.数値解析法などモデルベース開発のための各種設定について理解している。
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 | ソフトウェア開発過程とMBDの関係を具体的に説明できる。 | ソフトウェア開発過程とMBDの関係を理解できる。 | ソフトウェア開発過程とMBDの関係を理解できない。 |
| 評価項目2 | 2変数以上の状態方程式による制御モデルの表現ができる。 | 伝達関数による表現から状態方程式による制御モデルに変換することができる。 | 状態方程式による制御モデルの表現ができない。 |
| 評価項目3 | モデルの特性に合わせた最適な設定ができる。 | モデルベース開発のための各種設定の意味を理解している。 | モデルベース開発のための各種設定の意味が分からない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
複雑・高機能化が進む制御システム開発において、モデルベース開発(MBD)の手法が広く用いられている。ソフトウェア工学との関連を踏まえて開発システムの要求分析、設計、コーディング、検証の一連の流れを理解する。また、各種設定に関する基礎知識と
授業の進め方・方法:
現代制御理論に関する知識が必要なので、4年「制御工学Ⅰ」の復習をしておくこと。また、MBDツールとして使われているソフトウェアおよび倒立振子制御装置を使用し、基本的な開発手法を習得する。
注意点:
MBDにより開発の効率化が期待されるが、そのメリットについて実習を通じて体験するとともに、実際の開発現場でどのように応用できるかを考えながら授業や演習に取り組む姿勢が大切である。
教育到達目標評価 定期試験60％（B），課題40％（B）
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ガイダンス |
授業の概要および流れを理解できる。
|
| 2週 |
モデルベース開発とは |
モデルベース開発の概要と、ソフトウェア開発過程とMBDの関係を理解できる。
|
| 3週 |
状態方程式によるモデル表現 |
微分方程式をもとに、状態方程式を使ったモデル表現ができる。
|
| 4週 |
システム応答と安定性 |
システムの安定性に関する理論を説明できる。
|
| 5週 |
MBDツールによるシミュレーション |
MBDツールを使ってモデルを作成し、モデル上でシミュレーションを行う方法を説明できる。
|
| 6週 |
最適レギュレータ問題 |
最適レギュレータ問題を解き、フィードバックゲインを求める方法を理解できる。
|
| 7週 |
PID制御 |
MBDツールを用いて、PID制御モデルを構築し、比例制御、微分制御、積分制御の各パラメータの役割を理解できる。
|
| 8週 |
中間試験 |
中間試験
|
| 4thQ |
| 9週 |
答案返却・解説 |
間違った箇所を理解できる。
|
| 10週 |
倒立振子装置によるフィードバック制御(1) |
倒立振子装置を実例としたモデル化ができる。
|
| 11週 |
倒立振子装置によるフィードバック制御(2) |
倒立振子装置モデルからフィードバックゲインを求め、倒立振子を制御することができる。
|
| 12週 |
ソルバーの種類 |
微分方程式を解くソルバーの種類とアルゴリズムについて説明できる。
|
| 13週 |
ソルバーの安定性 |
Stiffな問題に対するソルバーの安定性について説明できる。
|
| 14週 |
モデルベース開発と機能安全 |
機能安全に配慮したシステム開発に関する規格（ISO）について説明できる。
|
| 15週 |
期末試験 |
期末試験
|
| 16週 |
答案返却・解説 |
間違った箇所を理解できる。
|
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 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 | 100 |
| 基礎的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 30 |
| 専門的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 70 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |