到達目標
・人類の自動化の夢を語る事ができる。
・おおかたの数式表現とブロック線図表現ができる。
・GおよびHの変動, 外乱の影響からのフィードバック効果をおおかた正しく示す事が出来る。
・教科書にある関数,微分,積分,たたみ込みのラプラス変換・逆変換がおおかた正しくできる。
・各種伝達関数の数式表現がおおかた正確に出来,ナイキスト線図とボード線図がおおかた正しく描ける。
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 |
項目1 | 人類の自動化の夢を想像力を持って考える事ができる。 | 人類の自動化の夢を語る事ができる。 | 人類の自動化の夢が語れない。 |
項目2 | 全ての数式表現とブロック線図表現が正確にできる。 | おおかたの数式表現とブロック線図表現ができる。 | 正しいブロック線図表現ができない。 |
項目3 | GおよびHの変動, 外乱の影響からのフィードバック効果を正しく示す事が出来る。 | GおよびHの変動, 外乱の影響からのフィードバック効果をおおかた正しく示す事が出来る。 | GおよびHの変動, 外乱の影響からのフィードバック効果を正しく示す事が出来ない。 |
項目4 | 教科書にある関数,微分,積分,たたみ込みのラプラス変換・逆変換が正しくできる。 | 教科書にある関数,微分,積分,たたみ込みのラプラス変換・逆変換がおおかた正しくできる。 | 教科書にある関数,微分,積分,たたみ込みのラプラス変換・逆変換が正しくできない。 |
項目5 | 伝達関数の数式表現が正確に出来,ナイキスト線図とボード線図が正しく描ける。 | 伝達関数の数式表現がおおかた正確に出来,ナイキスト線図とボード線図がおおかた正しく描ける。 | 伝達関数の数式表現が正確に出来ず,ナイキスト線図とボード線図が正しく描けない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-2
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JABEE 1(2)(d)(1)
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JABEE 1(2)(d)(2)
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JABEE 2.1(1)
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ディプロマポリシー 1
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教育方法等
概要:
伝達関数の考え方を中心に古典制御理論の大枠を学ぶ.フィードバック制御の考え方を理解し,さらに将来個々の専門分野に進む際の基礎を与えることを目的とする.
授業の進め方・方法:
講義形式で行うほか,演習問題を解かせる。また小課題を与え提出させる。
注意点:
「伝達関数」という形で,4年で学んだ回路理論の復習をする. s=jωと置くことにより,交流理論の復習にもなっている.また電気系と機械系の等価性により,電気工学で学んだ手法や考え方が機械系でも適用可能なことに気が付くはずである.このことが技術者としての視野を広める.各種伝達関数の線図を自分で描いてみて,システムの特性を実感として身につけることも重要である.
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 |
序論-自動化の夢 システムと制御について |
自動制御の目的,歴史を理解する。 システムの概念と線形化・ブロック線図表現を理解。
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2週 |
システムに要求される基本性質 閉ループと開ループ |
古典系の三要件について理解する。 閉ループと開ループ制御システムの具体例をみる。
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3週 |
フィードバック制御系の構成 ブロック線図の簡単化 |
フィードバック制御系基本構成と一般表現を理解。 等価変換、特にフィードバックの数式表現を理解。
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4週 |
フィードバックの効果 |
外乱や内部パラメータ変化等に対するフィードバックの効果を理解する。
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5週 |
フィードバック制御系の性能 演習問題
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安定性、速応性、定常特性の概要を理解する。 ここまでのまとめと演習を行う。
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6週 |
基礎数学
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信号の複素表現や微分方程式表現における電気系と機械系の対応関係を理解する。
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7週 |
基礎数学 (つづき) |
微分方程式、たたみこみ、フーリエ・ラプラス変換を理解する。
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8週 |
演習問題 (中間試験) |
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2ndQ |
9週 |
ラプラス変換の復習 |
微分方程式の立て方とラプラス変換、部分分数分解とラプラス逆変換のやりかたを確認する。
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10週 |
演習問題
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電気系・機械系の微分方程式表現とラプラス変換による解析を行う。
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11週 |
伝達関数 |
システムの入出力特性としての伝達関数表現を理解する。
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12週 |
ナイキスト線図とボード線図、演習問題 |
伝達関数の図表示、ここまでのまとめと演習を理解する。
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13週 |
基本伝達関数の特性 |
基本各種要素の伝達関数表現を理解する。
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14週 |
基本伝達関数の特性(つづき)
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基本各種要素の伝達関数表現のつづきと演習を行う。
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15週 |
前期末試験
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16週 |
前期末試験の解答,アンケート |
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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 | 小課題 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 60 |
専門的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 40 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |