到達目標
学習目的:1入力1出力の基本的な制御を学習し,フィードバック制御の基本を理解する。
到達目標:
1. 伝達関数,システムの応答,フィードバック系の安定判別等制御工学に関する基本的な理論を説明できる。
ルーブリック
| 優 | 良 | 可 | 不可 |
評価項目1 | 伝達関数に関する基本的な理論をよく理解しており,評点で80点以上取れている | 伝達関数に関する基本的な理論をおおむね理解しており,評点で70点以上取れている | 伝達関数に関する基本的な理論を少しは理解しており,評点で60点以上取れている | 伝達関数に関する基本的な理論を理解できておらず,評点が60点未満である |
評価項目2 | システムの応答に関する基本的な理論をよく理解しており,評点で80点以上取れている | システムの応答に関する基本的な理論をおおむね理解しており,評点で70点以上取れている | システムの応答に関する基本的な理論を少しは理解しており,評点で60点以上取れている | システムの応答に関する基本的な理論を理解できておらず,評点が60点未満である |
評価項目3 | フィードバック系の安定判別に関する基本的な理論をよく理解しており,評点で80点以上取れている | フィードバック系の安定判別に関する基本的な理論をおおむね理解しており,評点で70点以上取れている | フィードバック系の安定判別に関する基本的な理論を少しは理解しており,評点で60点以上取れている | フィードバック系の安定判別に関する基本的な理論を理解できておらず,評点が60点未満である |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
一般・専門の別:専門,学習の分野:情報と計測・制御
必修・必履修・履修選択・選択の別:履修選択
基礎となる学問分野:工学/電気電子工学/制御工学
学習教育目標との関連:本科目は総合理工学科学習教育目標「(3) 基盤となる専門性の深化」のための科目である。
技術者教育プログラムとの関連:本科目が主体とする学習・教育到達目標は「(A)技術に関する基礎知識の深化である。
授業の概要:古典制御の中心であるフィードバック制御理論の基礎について講義する。制御における入力と出力関係は,線形化された微分方程式をラプラス変換した伝達関数で表す。これらの伝達関数を検討することにより,様々な制御特性を知ることができる。
授業の進め方・方法:
授業の方法:板書を中心に授業を進め,できるだけ具体的に解説を行う。制御理論はとかく抽象的になり易いので,教材による例示に努め,内容の把握を重視して授業を進める。また,課題を出して授業時間外での追加学習を求める。理解の手助けとしてコンピュータを用いた演習を含めることがある。
成績評価方法:2回の定期試験の結果(同等に評価し70%)と授業時間外の演習・レポート(30%)の合計により評価する。必要に応じて再試験を実施する。試験には,教科書・ノート等の持ち込みを許可しない。
注意点:
履修上の注意:特になし
履修のアドバイス:主な解析の手段はラプラス変換であり,かなり数学的であるので,数学の基礎をしっかり確立しておくことが肝要である。
基礎科目:制御基礎(2年)
関連科目:制御工学(5年),制御工学特論(5)など
受講上のアドバイス: 制御理論は抽象的になりがちなので,具体的なイメージを常に持って臨むことが肝要である。遅刻については,90分授業のうち最初の20分以内の入室を遅刻,45分以内を1欠課,65分以内を1欠課1遅刻,それ以降を2欠課として扱う。
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 |
ガイダンス |
科目の年間計画と評価方法について理解する
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2週 |
制御とはなにか (身の回りのフィードバック制御系について) |
身の回りのフィードバック制御系について理解する
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3週 |
静的システムと動的システム (システム表現に関する演習) |
静的システムと動的システムについて理解する
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4週 |
ブロック線図 (ブロック線図に関する演習) |
ブロック線図を用いて制御系を表現できる
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5週 |
ラプラス変換〔伝達関数〕 (ラプラス変換・逆変換の演習) |
ラプラス変換を求めることができる
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6週 |
ラプラス変換〔微分方程式〕 (ラプラス変換・逆変換の演習) |
微分方程式のラプラス変換を求めることができる
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7週 |
ラプラス変換〔逆ラプラス変換〕 (ラプラス変換・逆変換の演習) |
逆ラプラス変換を求めることができる.ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いて微分方程式を解くことができる
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8週 |
(前期中間試験) |
前期中間までの内容の理解度を確認する
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2ndQ |
9週 |
答案の返却と解説 |
前期中間までの内容の理解度を確認する
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10週 |
極による安定性 (極による安定性に関する演習) |
極による安定性について理解する
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11週 |
極による速応性 (極による速応性に関する演習) |
極による速応性について理解する
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12週 |
周波数特性によるシステム解析1 (ボード線図に関する演習) |
ボード線図,ナイキスト線図を学び,制御系の周波数特性について説明できる
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13週 |
周波数特性によるシステム解析2 (ナイキスト線図に関する演習) |
ボード線図,ナイキスト線図を学び,制御系の周波数特性について説明できる
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14週 |
安定解析〔ラウス・フルビッツ,ナイキスト〕 (安定判別演習) |
安定判別法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる
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15週 |
前期末試験 |
前期末までの内容の理解度を確認する
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16週 |
答案の返却と解説 |
前期末までの内容の理解度を確認する
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後期 |
3rdQ |
1週 |
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2週 |
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3週 |
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4週 |
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5週 |
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6週 |
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7週 |
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8週 |
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4thQ |
9週 |
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10週 |
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11週 |
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12週 |
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13週 |
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14週 |
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15週 |
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16週 |
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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 |
基礎的能力 | 工学基礎 | グローバリゼーション・異文化多文化理解 | グローバリゼーション・異文化多文化理解 | それぞれの国や地域の経済的・社会的な発展に対して科学技術が果たすべき役割や技術者の責任ある行動について説明できる。 | 2 | |
分野横断的能力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。 | 2 | |
経済的、環境的、社会的、倫理的、健康と安全、製造可能性、持続可能性等に配慮して解決策を提案できる。 | 2 | |
評価割合
| 試験 | 演習課題 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |