概要:
PID制御は産業界で広く利用されており，その応用例は多岐にわたる．そこで，本講義はフィードバック制御の中でも，PID制御を取り上げ，その基礎知識を学習する．
授業の進め方・方法:
授業の前半は，基礎知識を学習する．また，PID定数とフィードバックシステムの特性について学習する．授業の後半では，産業界で利用されるPID制御技術である，アンチワインドアップ，微分先行型PID制御，比例帯，その他のアドバンストPID制御について触れ，実用上の制御を学習する．PCを用いて，数値シミュレーションを行い，アドバンストPID制御などの効果を実際に確認する．
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
フィードバック制御とは |
フィードバック制御の基本原理を説明できる．
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| 2週 |
フィードバックシステムの応 |
フィードバックシステムの応答波形に関する用語を説明できる．
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| 3週 |
PID制御①
P動作（比例動作） |
P動作(比例動作)について，原理と特徴を説明できる．
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| 4週 |
PID制御②
I動作（積分動作）
PI制御 |
I動作(積分動作)について，原理と特徴を説明できる．
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| 5週 |
PID制御③
D動作（微分動作）
PD制御，PID制御 |
D動作(微分動作)について，原理と特徴を説明できる．
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| 6週 |
PID調整法① |
CHR法やZN法を用いてPID定数を調整できる．
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| 7週 |
PID調整法② |
オートチューニングなど，閉ループで行なうPID調整法を説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
前半の復習 |
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| 10週 |
フィードバックシステムの特性，ロバスト性，目標値追従性，外乱抑制性 |
ロバスト性と目標値応答性がトレードオフ問題であることを説明できる．
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| 11週 |
PID制御応用①
アンチワインドアップ，微分先行型，不完全微分 |
制御ループを，操作流の制約や目標値変更，ノイズなどに合わせて修正できる．
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| 12週 |
PID制御応用②
目標値重み，比例帯 |
目標値重みを用いることで，外乱抑制と目標値追従のトレードオフが改善されるかを説明できる．
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| 13週 |
PCを用いた数値シミュレーション① |
PCを用いてPID制御のシミュレーションを行い，PIDパラメータの調整やアドバンストPID制御を適用できる。
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| 14週 |
PCを用いた数値シミュレーション② |
PCを用いてPID制御のシミュレーションを行い，PIDパラメータの調整やアドバンストPID制御を適用できる。
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| 15週 |
PCを用いた数値シミュレーション③ |
PCを用いてPID制御のシミュレーションを行い，PIDパラメータの調整やアドバンストPID制御を適用できる。
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| 16週 |
期末試験 |
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| 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 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 技術者倫理 | 技術者倫理 | 技術者倫理が必要とされる社会的背景や重要性を理解し、社会における技術者の役割と責任を説明できる。 | 2 | |
| 説明責任、内部告発、製造物責任、リスクマネジメントなど、技術者の行動に関する基本的事項を理解し、説明できる。 | 1 | |
| 技術者を目指す者として、社会での行動規範としての技術者倫理を理解し、問題への適切な対応力（どうのように問題を捉え、考え、行動するか）を身に付けて、課題解決のプロセスを実践できる。 | 1 | |
| 情報技術の進展が社会に及ぼす影響、及び個人情報保護法、著作権などの法律との関連について理解できる。 | 3 | |
| 高度情報通信ネットワーク社会の中核にある情報通信技術と倫理との関わりを理解できる。 | 3 | |
| 技術者を目指す者として、環境問題について配慮することができる。 | 2 | |
| 技術者を目指す者として、社会と地域について配慮することができる。 | 1 | |
| 技術者を目指す者として、知的財産に関する知識（関連法案を含む）、技能、態度を身につける。 | 3 | |
| 知的財産の社会的意義や重要性を技術者として理解し、知的創造サイクルを支えることができる。 | 5 | |
| 技術者を目指す者として、知的財産を意識した創造性を発揮できる。 | 6 | |
| 技術者を目指す者として各国・各地域での活動において、各国・各地域の文化、慣習などを尊重し、それぞれの国や地域に適用される関係法令などを守ることができる。 | 5 | |
| 社会性、社会的責任、コンプライアンスが強く求められている時代の変化の中で、技術者として信用失墜の禁止と公益の確保が考慮することができる。 | 1 | |
| 技術者を目指す者として持続可能な開発を通じて全ての人々が安心して暮らせる未来を実現するために配慮することができる。 | 1 | |
| 技術者を目指す者として、さまざまな課題に力を合わせて取り組んでいくことができる。 | 1 | |
| 情報リテラシー | 情報リテラシー | 情報の意味と情報を適切に収集・処理・発信するための基礎的な知識を理解し活用できる。 | 2 | |
| 論理演算と進数変換の仕組みを理解し、演算できる。 | 2 | |
| コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を理解し活用できる。 | 2 | |
| グローバリゼーション | グローバリゼーション | 世界の歴史、交通・通信の発達から生じる地域間の経済、文化、政治、社会問題を理解し、技術者として、それぞれの国や地域の持続的発展を視野においた、経済的、社会的、環境的な進歩に貢献する資質を持ち、将来技術者の役割、責任と行動について考えることができる。 | 1 | |
| 分野横断的能力 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 相手の意見を聞き、自分の意見を伝えることで、円滑なコミュニケーションを図ることができる。 | 3 | |
| 相手を理解した上で、説明の方法を工夫しながら、自分の意見や考えをわかりやすく伝え、十分な理解を得ている。 | 3 | |
| 集団において、集団の意見を聞き、自分の意見も述べ、目的のために合意形成ができる。 | 3 | |
| 目的達成のために、考えられる提案の中からベターなものを選び合意形成の上で実現していくことができ、さらに、合意形成のための支援ができる。 | 3 | |
| ICTやICTツール、文書等を基礎的な情報収集や情報発信に活用できる。 | 2 | |
| ICTやICTツール、文書等を自らの専門分野において情報収集や情報発信に活用できる。 | 2 | |