到達目標
①動的システムを微分方程式で表し，状態方程式の形式に変形できる。
②動的システムを状態方程式で表し，システムの安定性・可制御性・可観測性を判定できる。
③簡単な制御対象にオブザーバーとレギュレータを用いた制御系を設計できる。
【教育目標】C, D
【キーワード】状態方程式，安定性，可制御性・可観測性，レギュレータ，オブザーバー
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 |
| 動的システムを微分方程式で表し，状態方程式の形式に変形できる。 | 動的システムを微分方程式で表し，状態方程式の形式に変形できる。 | 簡単な動的システムを微分方程式で表すことができる。 | 簡単なシステムの運動方程式や回路方程式を立てることができない。 |
| 動的システムを状態方程式で表し，システムの安定性・可制御性・可観測性を判定できる。 | 動的システムを状態方程式で表し，システムの安定性・可制御性・可観測性を判定できる。 | 簡単なシステムの安定性・可制御性・可観測性を判定できる。 | 行列論の基礎理解がなく，可制御性行列，可観測性行列を作ることができない。 |
| 簡単な制御対象にオブザーバーとレギュレータを用いた制御系を設計できる。 | 簡単な制御対象にオブザーバーとレギュレータを用いた制御系を設計できる。 | １入力１出力系に対して極配置法を用いてレギュレータを設計できる。 | レギュレータの設計手順を理解していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
授業の進め方・方法:
注意点:
【事前学習】
授業項目に対応する教科書の内容を事前に読んでおくこと。また，前回までの内容を教科書，ノートおよび配布資料により復習しておくこと。授業は座学中心で演習問題を解きながら進める。行列に関する数学的知識が必要である。レポート等は指定された期限までに提出すること。
【評価方法・評価基準】
評価は試験100％で行い，60点以上を単位修得とする。課題等を課すので自己学習をしてレポート等を提出すること。レポート等が未提出の場合，20％以内で減点する。また，レポート等の未提出回数が1/4を超えた場合は，試験点にかかわらず評価を60点未満とする。詳細は第１回目の授業で告知する。状態空間法に基づくシステムの解析手法，制御系設計手法の理解の程度を評価する。
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 |
現代制御とは |
古典制御理論と現代制御理論の違いがわかる
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| 2週 |
状態空間表現 |
状態方程式が求められる
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| 3週 |
行列とベクトルの基本事項 |
状態遷移行列に関する計算ができる
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| 4週 |
状態空間表現と伝達関数表現の関係 |
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| 5週 |
状態変数線図と状態変数変換 |
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| 6週 |
状態方程式の自由応答 |
安定性の定義を説明できる
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| 7週 |
システムの応答 |
安定性を判別できる
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
システムの応答と安定性 |
可制御性および可観測性の定義を説明できる
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| 10週 |
状態フィードバックと極配置 |
状態フィードバックゲインを計算できる
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| 11週 |
システムの可制御性と可観測性 |
可制御および可観測の判定ができる
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| 12週 |
オブザーバの設計 |
オブザーバを設計できる
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| 13週 |
状態フィードバック制御とオブザーバシステムの併合システムの設計 |
状態フィードバックとオブザーバの役割を説明できる
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| 14週 |
サーボ系の設計 |
オブザーバを設計できる
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
まとめ |
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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 |
評価割合
| 試験 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 100 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 |