制御工学

科目基礎情報

学校 群馬工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 制御工学
科目番号 5J018 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電子情報工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 自動制御工学:北川 能, 堀込 泰雄, 小川 侑一:森北出版:978-4627918412
担当教員 市村 智康

到達目標

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制御系の数式表現が十分にできる制御系の数式表現ができる制御系の数式表現ができない
評価項目2制御系の過渡応答、周波数応答を十分に理解できる制御系の過渡応答、周波数応答を理解できる制御系の過渡応答、周波数応答を理解できない
評価項目3制御系の安定性を十分に理解できる制御系の安定性を理解できる制御系の安定性を理解できない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
制御対象の入出力の関係は微分方程式で表現され、ラプラス変換を活用することで伝達関数で表現される。この伝達関数をもとに、制御系の過渡応答、周波数応答、および安定性など制御の基礎について、理解を確かめながら授業を進めていく。
授業の進め方・方法:
授業内容は以下の通りである.
・伝達関数を用いたシステムの表現
・ブロック線図を用いたシステムの表現
・制御系の過渡応答
・制御系の周波数応答
・制御系の安定性
注意点:
ノートは板書を丸写しするのではなく、話を理解しながら作成すること。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 制御系の数式表現(1)
制御系の数式表現について学ぶ.システムを微分方程式で表現し,ラプラス変換を適用する方法を学習する.
2週 制御系の数式表現(2)
制御系の数式表現について学ぶ.システムを微分方程式で表現し,ラプラス変換を適用する方法を学習する.
3週 制御系の伝達関数とブロック線図(1) 伝達関数を用いてシステムの入出力関係を表現する方法を学ぶ.また,ブロック線図による制御系の表現法と等価変換法について学 習する.
4週 制御系の伝達関数とブロック線図(2) 伝達関数を用いてシステムの入出力関係を表現する方法を学ぶ.また,ブロック線図による制御系の表現法と等価変換法について学 習する.
5週 制御系の過渡応答(1)
1次遅れ系や2次遅れ系について学ぶ.さらに,システムの時間応答が落ち着くまでの過渡特性と落ち着いたあとの定常特性について学習する.
6週 制御系の過渡応答(2) 1次遅れ系や2次遅れ系について学ぶ.さらに,システムの時間応答が落ち着くまでの過渡特性と落ち着いたあとの定常特性について学習する.
7週 制御系の過渡応答(3) 1次遅れ系や2次遅れ系について学ぶ.さらに,システムの時間応答が落ち着くまでの過渡特性と落ち着いたあとの定常特性について学習する.
8週 中間試験
2ndQ
9週 制御系の周波数応答(1)
信号の伝達特性を調べたり過渡応答を推定するのに有効である周波数応答について学ぶ。周波数応答を表現するベクトル軌跡やボード線図について学習する.
10週 制御系の周波数応答(2) 信号の伝達特性を調べたり過渡応答を推定するのに有効である周波数応答について学ぶ。周波数応答を表現するベクトル軌跡やボード線図について学習する.
11週 制御系の周波数応答(3) 信号の伝達特性を調べたり過渡応答を推定するのに有効である周波数応答について学ぶ。周波数応答を表現するベクトル軌跡やボード線図について学習する.
12週 制御系の安定性(1)
システムが安定化否かを見分ける安定判別法について学ぶ.特性方程式の係数から判別するラウス・フルビッツの方法や周波数応答から判別するナイキストの方法について学習する.
13週 制御系の安定性(2) システムが安定化否かを見分ける安定判別法について学ぶ.特性方程式の係数から判別するラウス・フルビッツの方法や周波数応答から判別するナイキストの方法について学習する.
14週 制御系の安定性(3) システムが安定化否かを見分ける安定判別法について学ぶ.特性方程式の係数から判別するラウス・フルビッツの方法や周波数応答から判別するナイキストの方法について学習する.
15週 期末試験
16週 テスト返却
制御系の安定性(4)
システムが安定化否かを見分ける安定判別法について学ぶ.特性方程式の係数から判別するラウス・フルビッツの方法や周波数応答から判別するナイキストの方法について学習する.

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80000020100
基礎的能力1000002030
専門的能力600000060
分野横断的能力100000010