システム制御

科目基礎情報

学校 鳥羽商船高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 システム制御
科目番号 0028 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 生産システム工学専攻 対象学年 専2
開設期 前期 週時間数 前期:2
教科書/教材 「Scilab」&「Xcos」で学ぶ現代制御(工学社)
担当教員 出江 幸重

到達目標

1.ScilabとXcosの基本的な操作、プログラミングができる。
2.ScilabとXcosを用いて1次システムや2次システムの制御シミュレーションができる。
3.具体的な制御系を設計し、ScilabとXcosを用いた制御シミュレーションができる。

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1ScilabとXcosの基本的な操作、プログラミングができる。教員からのアドバイスを受けることで、ScilabとXcosの基本的な操作、プログラミングができる.ScilabとXcosの基本的な操作、プログラミングができない.
評価項目2ScilabとXcosを用いて1次システムや2次システムの制御シミュレーションができる。教員からのアドバイスを受けることで、ScilabとXcosを用いて1次システムや2次システムの制御シミュレーションができる。ScilabとXcosを用いて1次システムや2次システムの制御シミュレーションができない。
評価項目3具体的なシステムの制御系を設計し、ScilabとXcosを用いた制御シミュレーションができる。教員からのアドバイスを受けることで、具体的なシステムの制御系を設計し、ScilabとXcosを用いた制御シミュレーションができる。具体的なシステムの制御系を設計し、ScilabとXcosを用いた制御シミュレーションができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
[海事1年・2年 春、生産1年・2年前期開講]
ScilabとXcosを用いた現代制御シミュレーションができることを目標とする。古典制御理論、現代制御理論の理解ととともにScilabとXcosの基本操作、プログラミングが必要である。
授業の進め方・方法:
・授業は講義+演習形式で行う,講義中は集中して聴講すること.
・ほぼ毎回その日の講義内容に関する演習課題を行うので積極的に取り組み、必ず課題を提出すること.
注意点:
コンピュータを使用した演習を行うため、コンピュータの基本操作は必須である.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス,Scilab,Xcosの基本操作1 システム制御とは何か説明できる.ScilabとXcosの基本操作、プログラミングができる。
2週 1次システムのステップ応答シミュレーション 1次システムのステップ応答シミュレーションができる。
3週 1次システムの状態フィードバックシミュレーションシミュレーション 1次システムの状態フィードバックシミュレーションができる。
4週 2次システムを理解するための科学技術計算 行列演算、逆行列計算、固有値、固有ベクトル、行列の対角化等ができる。
5週 システム方程式(状態方程式、出力方程式) システム方程式を求めることができる。
6週 状態遷移行列と状態方程式の解 状態遷移行列と状態方程式の解を求めることができる。
7週 状態方程式とシステムの安定性 状態方程式からシステムの安定性を判別できる。
8週 2次システムの状態フィードバック制御(レギュレータ) システムの状態フィードバック(レギュレータ)のフィードバックゲインを設定ができる。
2ndQ
9週 可制御性と可観測性 システムの可制御性と可観測性を調べることができる。
10週 2次システムのオブザーバ 2次システムのオブザーバゲインを設定できる。
11週 ScilabとXcosを用いたサーボシステムの制御系設計 サーボ系の制御シミュレーションができる。
12週 ScilabとXcosを用いた2次システムの制御系設計 ScilabとXcosを用いた2次システムの制御シミュレーションができる。
13週 ScilabとXcosを用いた制御系設計の実システムへの応用1 実在する具体的なシステムに対して、ScilabとXcosを用いた制御系設計を行う。(制御対象の選定、モデル化、制御方法の決定、シミュレーション)
14週 ScilabとXcosを用いた制御系設計の実システムへの応用2 実在する具体的なシステムに対して、ScilabとXcosを用いた制御系設計を行う。(シミュレーション結果の検討・考察、発表準備)
15週 プレゼンテーション 各班で13週、14週で設計した内容のプレゼンテーションを行う。(相互評価)
16週

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)その他合計
総合評価割合020200600100
基礎的能力0000000
専門的能力020200600100
分野横断的能力0000000