到達目標
自動制御の基礎数学、制御系の表現、過渡応答、周波数応答、安定判別を理解し、応用できることを目標とする。
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 | システムの入出力関係を把握し、ブロック線図を描き、伝達関数を求めることができる。 | ブロック線図から伝達関数を求めることができる。 | ブロック線図の基本結合則ができる。 |
| 評価項目2 | 過渡応答、周波数応答を求めることができ、その特徴を説明できる。 | 過渡応答、周波数応答を求めることができる。 | 過渡応答、周波数応答を求めることができない。 |
| 評価項目3 | 与えられた伝達関数から安定判別ができ、その特徴を説明できる。 | 与えられた伝達関数から安定判別ができる。 | 制御系の安定・不安定は理解している。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
各種産業の自動化技術の進歩に伴い、制御工学は電気、機械、化学、航空などあらゆる分野における基礎学問になりつつある。本講義では、制御工学の基礎概念、伝達関数やブロック線図による制御系の表現、過渡応答、周波数応答、制御系の安定判別について学ぶ。
授業の進め方・方法:
４回の試験と不定期に課す演習により、授業内容の理解度向上をはかる。
前期中間試験15%、前期末試験20%、後期中間試験20%、卒業試験15%、授業および課題への取り組み30%で評価し、総合で60点以上を合格とする。
試験問題のレベルは教科書章末の演習問題および教員作成の演習問題と同程度とする。
注意点:
自学自習の向上をはかるため、授業専用のWEBページを使用する。使用に関する詳細は授業内で説明する。
各種資料、演習課題は各自でプリントアウトする方式をとる。定期的にページにアクセスし確認をすること。
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 |
制御工学の基礎概念と基本構成 |
自動制御の概念、基本的な制御系の構成や用語が理解できる。
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| 2週 |
自動制御の基礎数学
（ラプラス変換①） |
ラプラス変換の定義や原関数の変換ができる。
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| 3週 |
自動制御の基礎数学
（ラプラス変換②） |
ラプラス変換の基本性質が理解できる。
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| 4週 |
自動制御の基礎数学
（逆ラプラス変換①） |
逆ラプラス変換を用いた微分方程式解法が理解できる。
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| 5週 |
自動制御の基礎数学
（逆ラプラス変換②） |
逆ラプラス変換を用いた微分方程式解法が理解できる。
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| 6週 |
前期中間試験 |
前期中間試験
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| 7週 |
自動制御系の表現
（伝達関数①） |
伝達関数の定義が理解できる。
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| 8週 |
自動制御系の表現
（伝達関数②） |
代表的な要素を理解し伝達関数を導出できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
自動制御系の表現
（伝達関数③） |
代表的な要素を理解し伝達関数を導出できる。
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| 10週 |
自動制御系の表現
（ブロック線図①） |
ブロック線図を理解し、等価変換ができる。
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| 11週 |
自動制御系の表現
（ブロック線図②） |
ブロック線図から伝達関数が導出できる。
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| 12週 |
過渡応答法
（インパルス応答、ステップ応答） |
インパルス応答、ステップ応答が計算できる。
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| 13週 |
過渡応答法
（一次／二次遅れ系の応答①） |
一次／二次系の過渡応答の特性が把握できる。
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| 14週 |
過渡応答法
（一次／二次遅れ系の応答②） |
一次／二次系の過渡応答の特性が把握できる。
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| 15週 |
前期末試験 |
前期末試験
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
周波数応答法
（伝達関数と周波数応答①） |
周波数応答の物理的意味が理解できる。
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| 2週 |
周波数応答法
（伝達関数と周波数応答②） |
与えられた伝達関数から周波数応答を計算できる。
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| 3週 |
周波数応答法
（ベクトル軌跡①） |
ベクトル軌跡が図示でき、周波数応答との関係が理解できる。
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| 4週 |
周波数応答法
（ベクトル軌跡②） |
ベクトル軌跡が図示でき、周波数応答との関係が理解できる。
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| 5週 |
周波数応答法
（ボード線図①） |
ボード線図が図示でき、周波数応答との関係が理解できる。
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| 6週 |
周波数応答法
（ボード線図②） |
ボード線図が図示でき、周波数応答との関係が理解できる。
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| 7週 |
周波数応答法
（ボード線図③、ゲイン位相線図） |
ボード線図の特徴が理解できる。ゲイン位相線図を図示することができる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
後期中間試験
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| 4thQ |
| 9週 |
制御系の安定判別
（制御系の安定性） |
安定性の概念が理解できる。
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| 10週 |
制御系の安定判別
（ラウス・フルビッツの安定判別①） |
ラウスの安定判別法を適用し制御系の安定判別ができる。
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| 11週 |
制御系の安定判別
（ラウス・フルビッツの安定判別②） |
フルビッツの安定判別法を適用し制御系の安定判別ができる。
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| 12週 |
制御系の安定判別
（ナイキストの安定判別①） |
ナイキストの安定判別法を適用し制御系の安定判別ができる。
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| 13週 |
制御系の安定判別
（ナイキストの安定判別②） |
ナイキストの安定判別法を適用し制御系の安定判別ができる。
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| 14週 |
制御系の安定判別
（ボード線図での安定判別） |
ボード線図から安定判別ができる。
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| 15週 |
後期末試験 |
後期末試験
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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 |
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 | 15 | 0 | 15 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 15 | 0 | 15 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |