制御工学

科目基礎情報

学校 東京工業高等専門学校 開講年度 平成28年度 (2016年度)
授業科目 制御工学
科目番号 0022 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電子工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 杉江・藤田:フィードバック制御入門(コロナ社)
担当教員 松井 義弘

目的・到達目標

1.フィードバック制御系の定常偏差および過渡特性を求めることができる.
2.伝達関数が与えられたときにその周波数特性をベクトル軌跡およびボード線図で表すことができる.
3.ナイキストの安定判別法を理解し,それを応用することができる.

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フィードバック制御系の定常偏差および過渡特性を求めることができる.基本的なフィードバック制御系の定常偏差および過渡特性を求めることができる.基本的なフィードバック制御系の定常偏差および過渡特性を求めることができない.
評価項目2伝達関数が与えられたときにその周波数特性をベクトル軌跡およびボード線図で表すことができる.基本的な伝達関数が与えられたときにその周波数特性をベクトル軌跡とボード線図で表すことができる.基本的な伝達関数が与えられたときにその周波数特性をベクトル軌跡とボード線図で表すことができない.
評価項目3ナイキストの安定判別法を理解し,それを応用することができる.簡単化されたナイキストの安定判別法を理解し,それを基本的な制御系に応用することができる.簡単化されたナイキストの安定判別法を理解し,それを基本的な制御系に応用することができない.

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
 本講義では伝達関数表現に基づいて動的システムを扱う古典制御と呼ばれる分野の基本事項を学ぶ.
授業の進め方と授業内容・方法:
教科書に沿って講義を行う.また,理解を深めるための適宜,演習を行う.
注意点:
電気回路における複素数の扱い方を復習しておくこと.

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 フィードバック制御系の感度特性 フィードバック制御系のパラメータ変化および外乱に対する感度について理解する.
2週 フィードバック制御系の定常特性 フィードバック制御系の目標値および外乱に対する定常偏差について理解する.
3週 根軌跡 根軌跡とその性質について理解する.
4週 ベクトル軌跡 積分系,1次系,2次系のベクトル軌跡について理解する.
5週 ボード線図 積分系,1次系,2次系のボード線図について理解する.
6週 ボード線図の性質 ボード線図の性質とその利点を理解する.
7週 復習 これまでの内容を演習問題により復習する.
8週 中間試験
4thQ
9週 フィードバック制御系の内部安定性 フィードバック制御系の内部安定性について理解する.
10週 ナイキストの安定判別法 ナイキストの安定判別法について理解する
11週 ゲイン余裕・位相余裕 ゲイン余裕・位相余裕について理解する.
12週 フィードバック制御系の設計手順と性能評価 フィードバック制御系の設計手順と性能評価について理解する.
13週 PID補償による制御系設計 P(比例),I(積分),D(微分)補償の物理的意味を理解する.ループ整形による制御器調整法について理解する.
14週 2自由度制御系の構造と設計法
復習
フィードフォワードとフィードバック役割を理解する.
15週 期末試験
16週 試験返却,解答解説 試験問題の解説により間違った箇所を理解できる.

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10000000100
基礎的能力600000060
専門的能力400000040
分野横断的能力0000000