到達目標
この科目は長岡高専の教育目標の(C)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を、到達目標、評価の重み、学習・教育目標との関連の順で次に示す。①フィードバック制御系の特性補償について理解する。 20% (c2)、②状態方程式とその解、状態変数線図、および対角正準形式の座標変換について理解する。 50% (c2)、③可制御性・可観測性および安定性と安定判別ついて理解する。 15% (c2)、④状態フィードバックおよびオブザーバによる安定化について理解する。 15% (c2)
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特性補償について理解できる。 | フィードバック制御系の特性補償について概ね理解できる。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目2 | 状態方程式とその解，状態変数線図、および対角正準形式の座標変換について理解できる。 | 状態方程式とその解、状態変数線図、および対角正準形式の座標変換について概ね理解できる。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目3 | 可制御性・可観測性および安定性と安定判別ついて理解できる。 | 可制御性・可観測性および安定性と安定判別ついて概ね理解できる。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目4 | 状態フィードバックおよびオブザーバによる安定化について理解できる。 | 状態フィードバックおよびオブザーバによる安定化について概ね理解できる。 | 左記に達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
多くの工業機器・工業システムにはフィードバック制御の機能が様々の形で取り入れられており、制御工学は工学分野の重要な技術となっている。この制御工学の基本概念を十分に理解し、その基礎を固めることを目的とする。システム制御工学Ｂでは、まず古典制御理論によるフィードバック制御系の特性補償について学習する。その後、微分方程式によって表現される状態変数と状態方程式を用い、制御系の解析を行う現代制御理論について学習する。
○関連する科目：数学（1～3年次履修）、システム制御工学Ａ（前期履修）
授業の進め方・方法:
理解を深めるために、毎回授業中に演習問題を解答し提出する。
注意点:
制御工学はその性格上数学という道具が必須であるので、ラプラス変換、複素数、ベクトル軌跡、行列演算に関する基礎的な知識を有していることが望ましい。
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系の特性補償の考え方 |
フィードバック制御系の特性補償の考え方が理解できる。
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| 2週 |
遅れ補償法 |
遅れ補償法が理解できる。
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| 3週 |
進み補償法 |
進み補償法が理解できる。
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| 4週 |
ブッロク線図の時間領域への変換 |
ブロック線図の時間領域への変換できる。
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| 5週 |
状態方程式と伝達関数 |
状態方程式と伝達関数が理解できる。
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| 6週 |
状態変数線図 |
状態変数線図が理解できる。
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| 7週 |
状態方程式の解 |
状態方程式の解が理解できる。
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| 8週 |
ＲＬＣ回路の状態方程式 |
ＲＬＣ回路の状態方程式が理解できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
座標変換とシステムの等価性 |
座標変換とシステムの等価性が理解できる。
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| 10週 |
対角正準形式への変換 |
対角正準形式への変換ができる。
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| 11週 |
可制御性・可観測性 |
可制御性・可観測性が理解できる。
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| 12週 |
安定性と安定判別 |
安定性と安定判別が理解できる。
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| 13週 |
状態フィードバック制御と安定化 |
状態フィードバック制御と安定化が理解できる。
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| 14週 |
オブザーバによる安定化 |
オブザーバによる安定化が理解できる。
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| 15週 |
期末試験 |
試験時間：80分
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| 16週 |
試験解説と発展授業 |
学んだ知識の再確認と修正ができる。
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 制御 | フィードバックシステムの安定判別法について説明できる。 | 4 | 後12 |
評価割合
| 試験 | 演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |