制御工学特論

科目基礎情報

学校	釧路工業高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	制御工学特論
科目番号	0007	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電子情報システム工学専攻	対象学年	専1
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材
担当教員	千田 和範

到達目標

物理モデルや回路モデルから制御系モデルを記述し，制御系CADを用いて簡単な制御系解析およびシミュレーション技法を修得する．

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	現実的な課題を制御系CADを用いて解析することができる．	教科書の例題レベルの問題を制御系CADを用いて解くことができる．	制御系CADを用いて制御の例題問題を解くことができない．

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 Ｃ （（多様な技術的課題を解決できるように）　工学の幅広い基礎知識（数学，自然科学，情報技術，設計・システム系，情報・理論系，材料・バイオ系，力学系，社会技術系の基礎工学）を修得し，それらを応用する能力を身につけている。）

JABEE d-1

教育方法等

概要:

制御工学特論では，制御系CADを用いて，制御工学特有の解析手法を理解することを目的とする．
講義の前半は制御系の問題とその解法を説明する．講義の後半は，前半で与えられた
問題を制御系ＣＡＤ（Scilab, Maxima)を使って解く方法を数名のグループごとに検討し，
レポートにまとめグループ単位で提出する．

授業の進め方・方法:

基本的ではあるが，重要な物理現象を扱うため，関連分野の基礎知識を有してい
ることが望ましい．なお，解析を行う上で，微分方程式などの数学の基礎知識を必要と
するので各自復習しておいて欲しい．

成績評価は講義内容に基づく課題によって行う．
この演習課題は期限内提出が必須である．なお課題提出はBlackboardを用いて行なう必要がある．

注意点:

授業の属性・履修上の区分

ICT 利用

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	オリエンテーション	制御系の基本用語を理解することができる．
		2週	１階微分方程式	一階微分方程式の解を制御系CADを用いて計算することができる．
		3週	2階微分方程式(自由振動モデル)	自由振動モデルの解を制御系CADを用いて計算し，減衰比に応じて挙動が変わることを確認できる．
		4週	2階微分方程式(強制振動)	代表的な強制振動入力を加えた場合の強制振動解を制御系CADを用いて導出することができる．
		5週	2階微分方程式(強制振動２)	強制振動解の応答波形から行き過ぎ時間，行き過ぎ量，遅れ時間，立上り時間を制御系CADを用いて導出することができる．
		6週	伝達関数の応答と定常偏差	伝達関数の応答と定常偏差を制御系CADを用いて導出することができる．
		7週	周波数特性の図的解析１ ～ ベクトル軌跡	あるシステムのベクトル軌跡を制御系CADを用いて導出することができる．
		8週	周波数特性の図的解析２ ～ ナイキストの安定判別	ベクトル軌跡を用いて安定判別を行うことができる
	2ndQ
		9週	安定判別１	制御系CADを用いてフルビッツの安定判別を行うことができる．
		10週	周波数応答の角周波数・位相差計算	伝達関数から周波数応答を数値処理型制御系CADにより可視化し，そこから角周波数や位相を導出することができる．
		11週	周波数応答のボード線図	伝達関数から数値処理型制御系CADを用いてボード線図を描画できる．
		12週	システム同定１	周波数応答の角周波数，位相差を制御系CADを用いて導出できる
		13週	システム同定２	導出した周波数応答の角周波数，位相差からボード線図を描画し，そのボード線図からシステムの伝達関数を推定できる．
		14週	PID 制御系の設計１	制御系CADのPID設計ツールの使用方法を理解できる
		15週	PID 制御系の設計２	制御系CADを用いてジーグラ・ニコルスの限界感度法を基にPID制御器を設計できる
		16週	レポート指導	各週の課題をレポートにまとめることができる

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	0	0	0	0	100	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	0	0	0	0	100	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0