到達目標
1) 理論的基礎であるラプラス変換について理解できる．
2) 伝達関数とブロック線図でシステムを表現でき，その応答について説明できる．
3) 周波数応答法や安定性判別法を用いて制御システムの性能を解析できる．
4) システム設計の手順を理解して，簡単な制御システムの設計ができる．
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 | ラプラス変換とラプラス逆変換を理解し，これらを用いて微分方程式を解ける． | ラプラス変換とラプラス逆変換を理解し，これらを用いて基本的な微分方程式を解ける． | ラプラス変換とラプラス逆変換を理解できず，これらを用いて基本的な微分方程式が解けない． |
| 評価項目2 | 伝達関数とブロック線図で様々なシステムを表現でき，その応答について説明できる． | 伝達関数とブロック線図で基本的なシステムを表現でき，その応答について説明できる． | 伝達関数とブロック線図で基本的なシステムが表現できず，その応答について説明できない． |
| 評価項目3 | 周波数応答法や安定判別法を用いて制御システムの性能を解析できる． | 周波数応答法や安定判別法を用いて基本的な制御システムの性能を解析できる． | 周波数応答法や安定判別法を用いて基本的な制御システムの性能を解析できない． |
| 評価項目４ | システム設計の手順を理解して，制御システムの設計ができる． | システム設計の手順を理解して，簡単な制御システムの設計ができる． | システム設計の手順を理解しておらず，簡単な制御システムの設計ができない． |
学科の到達目標項目との関係
Ⅰ 人間性 1 Ⅰ 人間性
Ⅱ 実践性 2 Ⅱ 実践性
Ⅲ 国際性 3 Ⅲ 国際性
CP2 各系の工学的専門基盤知識，および実験・実習および演習・実技を通してその知識を社会実装に応用・実践できる力 5 CP2 各系の工学的専門基盤知識，および実験・実習および演習・実技を通してその知識を社会実装に応用・実践できる力
CP3 課題の本質を理解し，正しい倫理観の下で，自分の意見を論理的に表現できる力 6 CP3 課題の本質を理解し，正しい倫理観の下で，自分の意見を論理的に表現できる力
CP4 他者を理解・尊重し，協働できるコミュニケーション能力と人間力 7 CP4 他者を理解・尊重し，協働できるコミュニケーション能力と人間力
CP5 国際的素養を有し，継続的に自ら学ぶ力 8 CP5 国際的素養を有し，継続的に自ら学ぶ力
教育方法等
概要:
車や航空機などの具体的なシステムを例にとって制御の役割を説明する．次に，制御理論のバックグラウンドであるラプラス変換と，これを基にシステムの表現や応答について説明する．また，周波数応答や安定性判別を用いた制御システムの解析について述べるとともに，制御システムの性能と設計についての基本を解説する．
授業の進め方・方法:
講義は座学形式で行う．
講義は教科書および参考資料の解説を中心に進め，適宜演習を行う．
注意点:
達成目標に関する試験，および課題の結果で評価する。評価の基準は，定期試験６0％，中間レポート４0％とし，合格点は60点である．なお，評価が60点未満のものに対して再試験を実施する場合がある．この場合，評価は60点を超えないものとする．
授業の属性・履修上の区分
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 |
自動制御の種類、システムの数学モデル |
自動制御の定義と種類を説明できる．
対象となるシステムを数学モデルで表すことができる．
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| 2週 |
ラプラス変換
ラプラス逆変換 |
ラプラス変換とラプラス逆変換を理解し，これらを用いて制御で扱う基本的な微分方程式を解法できる．
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| 3週 |
伝達関数とブロック線図 |
システムをブロック線図で表現でき，等価変換を利用して複雑なシステムのブロック線図を簡略化できる．
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| 4週 |
動的システムの応答 |
システムの インパルス応答とステップ応答 の計算できる．
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| 5週 |
システムの過渡特性と定常特性 |
過渡特性と定常特性 を理解できる．
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| 6週 |
2次遅れ系の応答 |
2次遅れ系の応答を理解できる．
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| 7週 |
極と安定性 |
システムの安定性について概説できる．
ラウスの安定判別を用いて，システムの安定判別ができる．
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| 8週 |
中間レポート |
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| 2ndQ |
| 9週 |
制御系の構成とその安定性 |
制御系の設計および内部安定性について理解できる．
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| 10週 |
PID制御 |
PID制御について説明できる．
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| 11週 |
フィードバック制御系の定常特性 |
制御系設計における定常特性が理解できる
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| 12週 |
周波数特性 |
周波数応答を理解できる．
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| 13週 |
周波数伝達関数 |
制御システムの周波数特性をベクトル軌跡とボード線図で表現できる．
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| 14週 |
フィードバック制御系の安定性 |
ナイキストの安定判別法が理解できる．
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| 15週 |
制御系設計 |
制御系設計について説明できる．
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| 16週 |
定期試験 |
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 計測制御 | 自動制御の定義と種類を説明できる。 | 4 | |
| フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 4 | |
| 基本的な関数のラプラス変換と逆ラプラス変換を求めることができる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 伝達関数を説明できる。 | 4 | |
| ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 4 | |
| 制御系の過渡特性について説明できる。 | 4 | |
| 制御系の定常特性について説明できる。 | 4 | |
| 制御系の周波数特性について説明できる。 | 4 | |
| 安定判別法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。 | 4 | |
評価割合
| 定期試験 | 中間レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 40 | 100 |
| 総合評価割合 | 60 | 40 | 100 |