自動制御

科目基礎情報

学校	米子工業高等専門学校	開講年度	平成30年度 (2018年度)
授業科目	自動制御
科目番号	0011	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電子制御工学科	対象学年	5
開設期	通年	週時間数	1
教科書/教材	中野道雄ほか　「機械工学入門講座　自動制御」　森北出版
担当教員	中山 繁生

到達目標

1)伝達関数、ブロック線図によるシステムの表現ができる．
2)システムの周波数領域での解析ができる．
3)システムの安定判別ができる．
4)フィードバック制御系の基本特性の解析ができる．

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1	伝達関数、ブロック線図によるシステムの表現ができる．	伝達関数、ブロック線図によるシステムの表現がある程度できる．	伝達関数、ブロック線図によるシステムの表現ができない．
評価項目2	システムの周波数領域での解析ができる．	システムの周波数領域での解析がある程度できる．	システムの周波数領域での解析ができない．
評価項目3	システムの安定判別ができる．	システムの安定判別がある程度できる．	システムの安定判別ができない．
評価項目4	フィードバック制御系の基本特性の解析ができる．	フィードバック制御系の基本特性の解析がある程度できる．	フィードバック制御系の基本特性の解析ができない．

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A-4 （機械・電気電子・物質工学などの各自の専門に関連した分野について，様々な技術的問題を解決するための基礎として必要とされる知識を修得する。）

JABEE d1 （専門工学（工学（融合複合・新領域）における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定するものとする）の知識と能力）

教育方法等

概要:

自動制御は、制御工学の基礎科目として位置付けられている。自動制御の授業では，電子制御工学科中期目標である「機械システムの構造および特性を理解するための基礎知識と開発・設計するための応用技術」および「機械システムを制御・最適化するための応用技術」に関する知識・技術の習得を目的として，システム動作のブロック線図による表現、システムの周波数応答、システムの安定判別法、フィードバック制御系の特徴ついて学ぶ．

授業の進め方・方法:

授業は座学を中心に進めるが，授業内容をより理解するために定期的に例題演習をおこなう．例題演習には多大な時間を要するものがあるため，必要に応じてレポート課題とする．

注意点:

４年生までに学習した応用数学(特にラプラス変換)の復習をおこない理解しておくこと．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	授業ガイダンス	授業の進め方・演習方法について理解する．
		2週	システムの伝達関数表現	ラプラス変換を用いた伝達関数が理解できる．
		3週	システムの伝達関数表現	システムの伝達関数を導出できる．
		4週	システムのブロック線図表現	システムのブロック線図表現を理解できる．
		5週	システムのブロック線図表現	システムのブロック線図を簡略化することができる．
		6週	システムのブロック線図表現	システムのブロック線図を導出できる．
		7週	伝達関数とブロック線図に関する問題演習	システムの伝達関数とブロック線図を導出できる．
		8週	前期中間試験	伝達関数、ブロック線図によるシステムの表現ができる．
	2ndQ
		9週	システムの過渡応答	各種入力信号に対する応答を解析できる．
		10週	ボード線図による周波数応答	比例要素、微分要素のボード線図を図示できる。
		11週	ボード線図による周波数応答	積分要素、一次遅れ要素、二次遅れ要素のボード線図を図示できる。
		12週	ボード線図による周波数応答	ボード線図の合成ができる．
		13週	ボード線図による周波数応答	ボード線図の合成ができる．
		14週	位相余裕とゲイン余裕	ボード線図より位相余裕とゲイン余裕の計算ができる．
		15週	周波数応答と安定判別法に関する問題演習	システムの周波数領域での解析ができる．
		16週	前期期末試験	システムの周波数領域での解析ができる． システムの安定判別ができる．
後期
	3rdQ
		1週	ベクトル軌跡による周波数応答	基本要素のベクトル軌跡を図示できる．
		2週	ベクトル軌跡による周波数応答	ベクトル軌跡の合成ができる．
		3週	ナイキストの安定判別法	ナイキスト軌跡よりシステムの安定判別ができる．
		4週	ラウスの安定判別法	ラウスの安定判別法よりシステムの安定判別ができる．
		5週	フルビッツの安定判別法	フルビッツの安定判別法よりシステムの安定判別ができる．
		6週	フィードバック制御系の定常特性	最終値定理よりフィードバック制御系の定常特性を解析できる。
		7週	フィードバック制御系の定常特性	最終値定理よりフィードバック制御系の定常特性を解析できる。
		8週	後期中間試験	システムの周波数領域での解析ができる． システムの安定判別ができる．
	4thQ
		9週	フィードバック制御系の過渡特性	行き過ぎ時間、行き過ぎ量、整定時間をなどのフィードバック制御系の過渡特性を解析できる．
		10週	フィードバック制御系の過渡特性	位相余裕、共振値などのフィードバック制御系の過渡特性を解析できる．
		11週	過渡応答とフィードバック制御系に関する問題演習	フィードバック制御系の基本特性の解析ができる．
		12週	PID補償	PID補償の効果を理解できる．
		13週	PIDゲインの調整法	ステップ応答法と限界感度法によるPIDゲインの調整法を理解できる．
		14週	システムの伝達関数表現	メイソンの公式を用いて、複雑なブロック線図の解析ができる．
		15週	システムの伝達関数表現	メイソンの公式を用いて、複雑なブロック線図の解析ができる．
		16週	学年末試験	フィードバック制御系の基本特性の解析ができる． ブロック線図によるシステムの表現ができる．

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	70	0	0	10	0	20	100
基礎的能力	0	0	0	10	0	0	10
専門的能力	70	0	0	0	0	20	90
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0