制御システム工学

Course Information

College	Anan College	Year	2015
Course Title	制御システム工学
Course Code	0038	Course Category	Specialized / Elective
Class Format	Lecture	Credits	Academic Credit: 2
Department	機械工学科（平成25年度以前入学生）	Student Grade	5th
Term	Second Semester	Classes per Week	2
Textbook and/or Teaching Materials	自動制御（森北出版）/フィードバック制御の基礎（朝倉書店）
Instructor	Kawabata Nariyuki

Course Objectives

１．自動制御およびフィードバック制御の定義・概念を理解し、構成要素を説明できる。
２．基本的な関数のラプラス変換・逆ラプラス変換を求めることができ、微分方程式の解法へ適用することができる。
３．機械システムをブロック線図によってモデル化し、系の伝達関数を求めることができる。
４．制御系の過渡特性・定常特性・周波数特性を求めることがき、その意味を説明できる。
５．複数の安定判別式を理解し、制御系の安定・不安定を判別できるとともに補償器の設計指針について説明できる。

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
評価項目1	自動制御および、フィードバック制御の概念と定義を理解し、説明できる。	自動制御の種類および、フィードバック制御の構成要素を説明できる。	自動制御、およびフィードバック制御の定義を説明できない。
評価項目2	比較的複雑な関数のラプラス変換・逆ラプラス変換を求め、微分方程式の解法へ適用できる。	例題レベルの基本的な関数のラプラス変換・逆ラプラス変換を求め、微分方程式の解法へ適用できる。	基本的な関数のラプラス変換・逆ラプラス変換を求めることができない。
評価項目3	一般的な力学系等についてブロック線図によるモデル化ができ、伝達関数を求めることができる。	ブロック線図が与えられているシステムの簡単化によって伝達関数を求めることができる。	ブロック線図の簡単化をできず、システムの伝達関数を求めることができない。
評価項目4	制御系の特性を、過渡特性・定常特性・周波数特性から、課題に適切な値を選択して説明できる。	制御系の過渡特性・定常特性・周波数特性を理解し、説明できる。	制御系の過渡特性・定常特性・周波数特性を説明できない。
評価項目5	安定判別法を正しく用いて制御系の安定度を求め、不安定系に対して補償器を設計することができる。	複数の安定判別法を理解して制御系の安定・不安定を判別でき、補償器の役割について説明できる。	案手判別法を利用した制御系の安定判別ができない。

Teaching Method

Outline:

フィードバック制御は古典制御理論の根幹をなすだけでなく、現代制御理論を修得するうえでも必須の基礎事項である。本講義ではフィードバック制御の基礎を周波数領域における解析から学び、自動制御系の構想を実現するための設計法を修得するとともに、継続して制御化のための知識を学習する習慣を身に付ける。

Style:

Notice:

制御は対象となるモデルの時間領域での応答が既知であることを前提としている。各種力学の基礎を十分に復習しておくこと。

Course Plan

			Theme	Goals
2nd Semester
	3rd Quarter
		1st	フィードバック系の構成	自動制御とは何かを理解し、フィードバック系の構成要素を説明できる。
		2nd	ラプラス変換	各種関数のラプラス変換を求めることができる。
		3rd	逆ラプラス変換	各種関数の逆ラプラス変換を求めることができる。
		4th	逆ラプラス変換	ラプラス変換を微分方程式の解法へ適用できる。
		5th	動的システムと伝達関数	システムをモデル化し、伝達関数を求め、ブロック線図に表わすことができる。また、ブロック線図の簡単化から伝達関数を求めることができる。
		6th	過渡特性	システムの過渡応答を理解し、インパルス応答および、ステップ関数を求めることができる。
		7th	周波数応答１	周波数応答関数を理解し、システム解析の手法としてベクトル軌跡を求めることができる。
		8th	中間試験
	4th Quarter
		9th	周波数応答２	システム解析手法としてボード線図を作成することができる。
		10th	安定性	システムの安定条件を理解し、ラウス・フルビッツの安定判別法を用いてシステムの安定・不安定を判別できる。
		11th	安定性	ベクトル軌跡を使った安定判別法によってシステムの安定・不安定を判別し、安定度を求めることができる。
		12th	応答特性と仕様	定常偏差を求め、システムの応答特性を分析することができる。
		13th	応答特性と仕様	周波数応答制御仕様を表す、各種パラメータを求めることができる。
		14th	補償器とＰＩＤ制御	補償器を用いた制御系設計における設計指針を説明できる。
		15th	補償器とＰＩＤ制御	ＰＩＤ制御を理解し、簡単なパラメータ設計ができる。
		16th	答案返却

Evaluation Method and Weight (%)

	定期試験	小テスト	レポート・課題	発表	その他	その他	Total
Subtotal	70	0	30	0	0	0	100
基礎的能力	10	0	0	0	0	0	10
専門的能力	60	0	20	0	0	0	80
分野横断的能力	0	0	10	0	0	0	10