制御工学Ｉ

科目基礎情報

学校	小山工業高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	制御工学Ｉ
科目番号	0062	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	電気電子創造工学科	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	斉藤制海　「制御工学　第２版」　森北出版
担当教員	北野 達也

到達目標

１．ラプラス変換・逆変換により、簡単な微分方程式の解が求められる。
２．基本的な伝達関数、ブロック線図が扱える。
３．システムの時間応答、周波数応答を説明し、基本問題を解ける。
４．システムの安定性を判別し、基本問題を解ける。

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・逆変換により、簡単な微分方程式の解を求めることができ、これに関する平易な問題を正確に解くことができる。	ラプラス変換・逆変換により、簡単な微分方程式の解を求めることができ、これに関する平易な問題を解くことができる。	ラプラス変換・逆変換により、簡単な微分方程式の解を求めることができず、これに関する平易な問題を解くことができない。
評価項目2	基本的な伝達関数、ブロック線図を扱うことができ、これに関する平易な問題を正確に解くことができる。	基本的な伝達関数、ブロック線図を扱うことができ、これに関する平易な問題を解くことができる。	基本的な伝達関数、ブロック線図を扱うことができず、これに関する平易な問題を解くことができない。
評価項目3	システムの時間応答、周波数応答を説明することができ、これに関する平易な問題を正確に解くことができる。	システムの時間応答、周波数応答を説明することができ、これに関する平易な問題を解くことができる。	システムの時間応答、周波数応答を説明することができず、これに関する平易な問題を解くことができない。
評価項目４	システムの安定性を判別を説明することができ、これに関する平易な問題を正確に解くことができる。	システムの安定性を判別を説明することができ、これに関する平易な問題を解くことができる。	システムの安定性を判別を説明することができず、これに関する平易な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 ④ （高度な専門知識と問題解決能力の育成）

JABEE (A) （科学と工学の専門知識）

教育方法等

概要:

ラプラス変換・逆変換により、簡単な微分方程式の解き方を学習し、基本的な伝達関数、ブロック線図について理解する。
また、システムの時間応答、周波数応答を学習し、システムの安定性の判別方法を学ぶ。

この科目は、制御装置の種類、特徴、最新の設計手法等について講義形式で授業を行うものである。
全15週の授業は,企業での制御装置の設計を担当したものが講義する。

授業の進め方・方法:

授業方法は講義と演習を組み合わせて行う。
授業内容に応じて演習問題を課題として出し，解答の提出を求める。

5/8　オンライン授業に伴いシラバス内容変更
5/26　オンライン授業に進捗状況が変わったのでシラバス内容変更

注意点:

学年末試験後の再試験実施対象者については，試験返却時に別途申し伝える。
４年前期の同時期に開講されているエンジニアリング数学Ⅳの知識を理解しているものとして講義を進める。
理解困難な点は随時学習相談に応じる。電子メールでも受け付ける。

授業の属性・履修上の区分

実務経験のある教員による授業

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	制御工学序論（オンライン）	制御工学で用いられる数学、ラプラス変換、逆ラプラス変換を理解することができる。
		2週	電気系の動的システムと数式モデル（オンライン）	電気系の動的システムを微分法方程式で表現し、電気回路の数式モデル化できる。
		3週	機械系の動的システムと機械系の数式モデル 数式モデルの利点・一般形（ オンライン）	機械系の動的システムを微分法方程式で表現し、運動方程式を数式モデル化できる。 電気系、機械系のモデルを複合的に扱い、統一モデルとしてとらえることができる。
		4週	伝達関数の定義	簡単なモデルの伝達関数を理解することができる
		5週	基本的な伝達関数	比例・積分・微分・１次遅れ・２次遅れの基本的な伝達関数を理解することができる。
		6週	ブロック線図とシステム結合	伝達関数をブロック線図で表現することができる。
		7週	動的システムの時間応答	動的システムに単位インパルス・ステップ入力を加えたときにおこる、時間応答を理解することができる。
		8週	インパルス応答と伝達関数	動的システムに単位インパルスを加えたときの応答を理解することができる。
	2ndQ
		9週	ステップ応答と伝達関数	動的システムにステップ関数を加えたときの応答を理解することができる。
		10週	動的システムの安定性	安定性の定義を理解することができる。
		11週	動的システムの安定判別	安定性の定義を利用して、安定判別することができる。
		12週	周波数伝達関数	周波数伝達関数を理解し、ベクトル軌跡で表現できる。
		13週	伝達関数の周波数応答	一次遅れ系のボード線図を理解することができる。
		14週	伝達関数の周波数応答２	二次遅れ系のボード線図を理解することができる。
		15週	前期定期試験の解説	前期定期試験の解説
		16週

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	電気・電子系分野	制御	伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。	4
				ブロック線図を用いてシステムを表現することができる。	4
				システムの過渡特性について、ステップ応答を用いて説明できる。	4
				システムの定常特性について、定常偏差を用いて説明できる。	4
				システムの周波数特性について、ボード線図を用いて説明できる。	4

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	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	80	0	0	0	0	20	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0