Control Engineering II

Course Information

College	Tokuyama College	Year	2019
Course Title	Control Engineering II
Course Code	0129	Course Category	Specialized / Compulsory
Class Format	Lecture	Credits	Academic Credit: 2
Department	Department of Mechanical and Electrical Engineering	Student Grade	5th
Term	First Semester	Classes per Week	2
Textbook and/or Teaching Materials	佐藤和也，平元和彦，平田研二，『はじめての制御工学』，講談社
Instructor	Ikeda Masaaki

Course Objectives

制御系の応答の解析，古典制御理論によるフィードバック制御設計などができるようになる．

Rubric

	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
制御系の構成	制御系を構成することについて詳細に説明ができ，さらにフィードフォワード制御系，フィードバック制御系の特徴を詳しき説明することができる．	制御系を構成することについて説明ができ，さらにフィードフォワード制御系，フィードバック制御系の特徴を説明することができる．	制御系を構成することについて説明ができず，またはフィードフォワード制御系，フィードバック制御系の特徴を説明することができない．
PID制御	PID制御の要点を詳しく説明することができ，PID制御器の設計パラメータが調整できる．	PID制御について要点を説明することができ，PID制御器の設計パラメータを決めることができる．	PID制御について要点を説明できず，またはPID制御器の設計パラメータを決めることができない．
制御系の特性解析	制御系の定常特性，周波数特性について解析し，応答について考察できる．	制御系の定常特性，周波数特性について説明できる．	制御系の定常特性，周波数特性について説明できない．
フィードバック制御系の設計	性能評価とループ整形法について具体例を交えて説明でき，さらに位相遅れ・位相進みコントローラの設計と制御系の特性との関係について詳しく説明できる．	性能評価とループ整形法について説明でき，さらに位相遅れ・位相進みコントローラの設計と制御系の特性との関係について説明できる．	性能評価とループ整形法について説明できず，または位相遅れ・位相進みコントローラの設計と制御系の特性との関係について説明できない．

Assigned Department Objectives

到達目標 C 1 （「開発型」技術者をめざすために、複合分野にわたる知識を有機的に結びつける 設計能力を身につけること）

JABEE d-1 （専門工学）

Teaching Method

Outline:

4年次の制御工学 I で得た知識や実銭的な事例をさらに深めたメカトロニクス制御技術を学び，制御系設計に必要な電子制御工学を理解する．本授業では「古典制御理論による制御工学」を修得し，制御系設計修得へとつなぐ．特に，機械システムの実践的な電子制御工学や制御理論を学ぶ．また，最小限に必要な数学の基礎についても演習を交えながら授業を行う。

Style:

スライドなどを用いた提示講義を中心に授業を進める．授業内容の理解度を確認し，不足を補うためのレポート課題の出題，授業に対する要望などを知るために学習シートを配布する．特に，本科で学んだ物理学，機械力学，電気回路，電子回路，計測工学，数学等の知識および，実例を交えて実践的な電子制御工学を学ぶ．授業の内容を確実に身につけるため予習および復習が必須である．

この科目は学修単位科目のため，以下のような自学自修を必要とする．
　事前・事後学習として教科書の該当箇所の予習・復習：毎回 2時間（計 30時間）
　レポート課題および演習問題 ：毎回 1時間（計 15時間）

[参考図書]
制御工学，日本機械学会 JSMEテキストシリーズ
先端事例から学ぶ「機械工学」，JSME

Notice:

[関連科目]　
本科：基礎物理 I (2年)，工業力学 (3年)，機械力学 I・II (4・5年)，制御工学 I (4年)，電気回路 I・II (3・4年)，電子回路 I・II (3・4年)，計測工学 (5年)
専攻科：システム制御工学 (2年)，システム設計工学 (2年)，ロボット制御工学 (2年)

Course Plan

			Theme	Goals
1st Semester
	1st Quarter
		1st	制御工学の基礎概念 制御系の構成とその安定性 (1) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義08，演習問題	講義の目的，概要，進め方等を理解する 制御系の構成および安定性について要点を説明できる
		2nd	制御系の構成とその安定性 (2) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義08，演習問題	制御系の設計について特徴と要点を説明できる
		3rd	PID制御 (1) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義09，演習問題	PID制御の要点について説明できる
		4th	PID制御 (2) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義09，演習問題	PID制御器の設計パラメータと極の関係について説明できる
		5th	フィードバック制御系の定常特性 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義10，演習問題	定常偏差の種類と求め方を説明できる
		6th	周波数特性の解析 (1) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義11，演習問題	周波数特性の要点を説明できる
		7th	周波数特性の解析 (2) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義11，演習問題	基本要素の周波数特性について要点を説明できる
		8th	中間試験	中間試験を実施して理解度を確認する
	2nd Quarter
		9th	中間試験の解説と解答 ボード線図の特性と周波数伝達関数 (1) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義12，演習問題	中間試験の解答と解説を理解する ボード線図について要点を説明できる
		10th	ボード線図の特性と周波数伝達関数 (2) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義12，演習問題	周波数伝達関数およびベクトル軌跡について要点を説明できる
		11th	ナイキストの安定判別法 (1) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義13，演習問題	フィードバック制御系の安定余裕および特性多項式について要点を説明できる
		12th	ナイキストの安定判別法 (2) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義13，演習問題	ナイキストの安定判別法について要点を説明できる
		13th	ループ整形法によるフィードバック制御系の設計 (1) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義14，演習問題	ループ整形法について要点を説明できる
		14th	ループ整形法によるフィードバック制御系の設計 (2) 【事前事後学習の内容（3時間）】 教科書　講義14，演習問題	位相遅れ・位相進みコントローラの設計について要点を説明できる
		15th	期末試験	本授業で学んだ内容の理解度について確認する
		16th	期末試験の解説と解答 および まとめ	期末試験の解答と解説を理解する

Evaluation Method and Weight (%)

	試験	レポート	Total
Subtotal	80	20	100
基礎的能力	0	0	0
専門的能力	80	20	100
分野横断的能力	0	0	0