到達目標
制御系の数式化、ラプラス変換、ブロック図、伝達関数を用いたフィードバック制御系の考え方を学び、理解、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 | ファイードバック制御について具体例をあげて説明できる。 | フィードバック制御の具体例をあげることができる。 | フィードバック制御の説明も、その具体例も理解していない。 |
評価項目2 | ラプラス変換、ラプラス逆変換を十分に使いこなし、伝達関数を導出できる。 | ラプラス変換を理解し、入出力を伝達関数であらわせる。 | 基本的な関数程度のラプラス変換を知っている。 |
評価項目3 | 与えられた過渡応答が求められる。 | 時間関数は計算できる。 | 過渡応答、ブロック図の等価変換も不十分である。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
制御技術の基礎とフィードバック制御の概要、それらを構成する要素と基礎的な技術について学ぶう。制御工学の基礎となる、ラプラス変換、伝達関数表示、過渡応答について学ぶ。
授業の進め方・方法:
座学中心の講義となる。
注意点:
制御対象として、一次振動系、二次振動系などの物理、機械振動学、電気回路(CR, LCR)を例に講義をしていくので、運動方程式や回路方程式を理解しておくこと。数学では、オイラーの公式、部分積分法、部分分数展開を用いるので、理解しておくこと。
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 |
制御の基礎 |
制御対象、制御装置、検出器が理解できる。
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2週 |
フィードバック制御の例 |
シーケンス制御、フィードバック制御の違いが理解できる。
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3週 |
基本的な制御要素 |
PID制御要素が理解できる。
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4週 |
ラプラス変換の定義 |
ラプラス変換の定義を理解できる。
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5週 |
基本関数のラプラス変換 |
基本関数、デルタ関数のラプラス変換が行える。
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6週 |
微分、積分のラプラス変換 |
微分、積分のラプラス変換表示ができる。
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7週 |
制御で使うラプラス変換の定理 |
推移定理、最終値定理など理解できる。
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8週 |
ここまでの講義の振り返り |
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2ndQ |
9週 |
ラプラス逆変換 |
ラプラス逆変換が行える。
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10週 |
微分方程式の解法 |
線形な微分方程式をラプラス変換により解くことができる。
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11週 |
伝達関数 |
伝達関数を用いたシステムの入出力表現が理解できる。
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12週 |
1次遅れ要素の伝達関数 |
過渡応答が理解できる。
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13週 |
2次遅れ、高次遅れ要素の伝達関数 |
高次遅れ要素の過渡応答が理解できる。
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14週 |
電気回路の伝達関数 |
電気回路における入出力を伝達関数で表現できる。
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15週 |
ここまでの講義の振り返り |
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16週 |
学期末試験 |
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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 |
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 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 |
専門的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 70 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |