到達目標
□ラプラス変換を用いて制御系の伝達関数を導出することができる．
□ナイキスト線図，ボーデ線図を用いて伝達関数の周波数応答を図示することができる．
□1次要素および2次要素の伝達関数の時間応答と周波数応答を求めることができる．
□制御系の安定性を判別することができる．
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 | 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。
この科目は企業でアナログ集積回路の設計や評価を担当していた教員が，その経験を活かし，実務で得た知見を交えながら『制御工学』についての授業を行う．
授業の進め方・方法:
教室での座学と演習で授業を進める．
注意点:
４年次までに履修した『電気回路』および『電子回路』の理解を前提とする。
授業の属性・履修上の区分
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 |
序論 |
システムと制御，開ループ制御と閉ループ制御を理解する．
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| 2週 |
フィードバック制御系 |
システム構成，ブロック線図の簡単化，フィードバックの効果，フィードバック制御系の性能を理解する．
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| 3週 |
基礎数学(1) |
複素数，線形微分方程式，畳み込み積分を理解する．
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| 4週 |
基礎数学(2) |
フーリエ変換，ラプラス変換を理解する．
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| 5週 |
伝達関数(1) |
周波数伝達関数，伝達関数を理解する．
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| 6週 |
伝達関数(2) |
周波数応答の表示を理解する．
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| 7週 |
基本伝達関数の特性(1) |
基本伝達関数，比例要素，積分要素，微分要素を理解する．
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
基本伝達関数の特性(2) |
1次遅れ要素，1次進み要素を理解する．
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| 10週 |
基本伝達関数の特性(3) |
2次遅れ要素，むだ時間要素を理解する．
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| 11週 |
安定性(1) |
安定条件，ラウス・フルビッツの安定判別法を理解する．
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| 12週 |
安定性(2) |
ナイキストの安定判別法を理解する．
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| 13週 |
速応性と定常特性(1) |
時間特性，速応性を理解する．
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| 14週 |
速応性と定常特性(2) |
定常偏差を理解する．
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
テスト返却
フィードバック制御系の設計 |
フィードバック制御系の設計仕様，設計法の概要を理解する．
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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 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 |
| 専門的能力 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 60 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |