到達目標
□古典制御理論を基に，フィードバックシステムの設計・解析できる．
□PID制御のについて，各制御動作（P動作，I動作，D動作）を理解し，PID定数の調整ができる．
□フィードバックシステムの安定判別ができる．
□産業応用のPID制御技術を理解し，フィードバックシステムの設計ができる．
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 | 古典制御理論を基に，複雑なフィードバックシステムの設計・解析できる． | 古典制御理論を基に，フィードバックシステムの設計・解析できる． | 古典制御理論を基に，フィードバックシステムの設計・解析できない． |
| 評価項目2 | 一般的なPID調整則を用いて，PID定数を調整でき，それを基に，性能向上のための再調整ができる。 | 一般的なPID調整則を用いて，PID定数を調整できる． | 一般的なPID調整則を用いて，PID定数を調整できない． |
| 評価項目3 | フィードバックシステムの安定判別ができ，制御性能を定量的に評価できる。 | フィードバックシステムの安定判別ができる． | フィードバックシステムの安定判別ができない． |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程 B-1
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準学士課程 C
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教育方法等
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:
授業計画
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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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評価割合
| 試験 | 課題 | 小テスト | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 20 | 10 | 100 |
| 基礎的能力 | 35 | 10 | 5 | 50 |
| 専門的能力 | 35 | 10 | 5 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |