制御工学Ⅰ(後期)

科目基礎情報

学校 木更津工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 制御工学Ⅰ(後期)
科目番号 0075 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 電子制御工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 「制御工学 技術者のための、理論・設計から実装まで」 実教出版
担当教員 岡本 峰基

目的・到達目標

・周波数応答としてナイキスト線図を説明し、基本的なナイキスト線図を描くことができる。
・システムの安定性の定義を理解し、安定性を調べることができる。
・フィードバック制御系の特性を理解し、周波数応答法による制御系設計ができる。

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動的システムの周波数応答を求めることができる。基本要素の動的システムの周波数応答を求めることができる。動的システムの周波数応答を求めることができるない。
評価項目2システムの安定性の定義を理解し、安定性を調べることができる。システムの安定性の定義を理解し、簡単なシステムの安定性を調べることができる。システムの安定性を調べることができない。
評価項目3フィードバック制御系の特性を理解し、周波数応答法による制御系設計ができる。フィードバック制御系の特性を理解し、周波数応答法による簡単なシステムの制御系設計ができる。フィードバック制御系の特性を理解し、周波数応答法による制御系設計ができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
この科目は企業で自動車用電動パワーステアリングの制御系の設計開発を担当していた教員が、その経験を活かし、制御系の安定性の評価方法とPID制御を中心とした制御系の設計方法に関する講義を行う。また、演習を多く取り入れ、多くの問題に取り組むことで理解を深める。
授業の進め方と授業内容・方法:
・授業は講義形式で行う、講義中は集中して聴講すること。
・適時、講義内容に関する演習を行うので積極的に取り組むこと。
・定期的に課題を提出します。期限を守り、必ず提出すること。
注意点:
・制御工学1(後期)の学習において、前期に開講される制御工学1(前期)の内容の理解が重要である。十分復習しておくこと。また、不明な点は各自しっかり復習し、わからなければ、随時質問に訪れること。
・この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習として予習、復習を行うこと。定期的なレポートを課すので学習に役立てること。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 ベクトル軌跡 ベクトル軌跡の定義を理解し、基本要素のベクトル軌跡を描くことができる。
2週 制御系の安定性1 システムの安定性の条件を説明できる。
3週 制御系の安定性2 ラウスの安定判別法を用いてシステムの安定判別が出来る。
4週 制御系の安定性3 フルビッツの安定判別法を用いてシステムの安定判別が出来る。
5週 制御系の安定余裕1 ナイキスとの安定判別法を説明することが出来る。
6週 制御系の安定余裕2 ナイキスと線図とボード線図より、ゲイン余裕と位相余裕の定義を説明できる。
7週 制御系の安定余裕3 簡単なシステムのゲイン余裕と位相余裕を求めることが出来る。
8週 中間試験
4thQ
9週 フィードバック制御系の性能評価 定常特性や過渡特性から制御性能を評価する方法を説明できる。
10週 PID制御1 PID制御の各要素の働きを説明できる。
11週 PID制御2 PID制御の各要素の必要性と効果を説明できる。
12週 PID制御3 パラメータ調整方法について説明できる。
13週 位相進み補償器 位相進み補償器の必要性を説明できる。
14週 位相遅れ補償器 位相遅れ補償器の必要性を説明できる。
15週 定期試験
16週 答案返却・解説

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80000200100
基礎的能力0000000
専門的能力80000200100
分野横断的能力0000000