到達目標
(科目コード：31661、英語名：Control Engineering II) (授業計画の週は回と読替えること)
この科目は長岡高専の教育目標の(D)と主体的に関わる．この科目の到達目標と，成績評価上の重み付け，各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を次に示す．
①Maximaを用いた数式処理ができる．40% (d2)
②Scilabを用いた制御系解析できる．30% (d2)
③Scilabを用いた制御系設計ができる．30% (d2)
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 | 最低限の到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| ①Maximaを用いた数式処理 | Maximaを用いて数式処理ができる。 | Maximaを用いた数式処理が概ねできる。 | Maximaを用いた基本的な数式処理ができる。 | 左記に達していない。 |
| ②Scilabを用いた制御系解析 | Scilabを用いて制御系解析ができる。 | Scilabを用いた制御系解析が概ねできる。 | Scilabを用いた基本的な制御系解析ができる。 | 左記に達していない。 |
| ③Scilabを用いた制御系設計 | Scilabを用いて制御系設計ができる。 | Scilabを用いた制御系設計が概ねできる。 | Scilabを用いた制御系設計について説明できる。 | 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:
現在の制御系設計では、計算機(ソフトウェア)を利用した設計が主体である。特に、制御対象のモデリングでは数式処理が、制御系の設計では数値処理が主になるので、この講義では数式処理にMaxima、数値処理にScilabを用いて、制御系設計全般について学ぶ。課題を通じて、それぞれの利用方法を習得することを目指す。本講義は企業で音響・振動・制御の部門で研究開発を行ってきた教員が担当する。
〇関連する科目：制御工学 IA、IB（前年度履修）、線形制御（前期履修）、ロボット工学（後期履修）、線形システム制御（次年度履修）
授業の進め方・方法:
この科目は学修単位科目のため、課題に取組む形の形態で進める。自主的に取り組んでもらいたい。
この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習として「週ごとの到達目標」欄に示す課題などを実施する。
注意点:
フリーソフトを用いた講義となるので、自宅などのPCにインストールすることで、学外でも自主的に進めることができるので、できるだけ個人PCへのインストールを勧める。
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 |
ガイダンス、Maximaの設定 |
Maximaの設定を行い、使える準備をする。
【課題】演習2まで
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| 2週 |
Maximaの基本操作１ |
Maximaの基本操作を覚え、使えるようになる。
【課題】演習3まで
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| 3週 |
Maximaの基本操作２ |
Maximaの基本操作を覚え、使えるようになる。
【課題】演習5まで
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| 4週 |
Maximaの基本操作３ |
Maximaの基本操作を覚え、使えるようになる。
【課題】演習6まで
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| 5週 |
Maximaによる数式処理１ |
Maximaによる数式処理ができるようになる。
【課題】演習7まで
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| 6週 |
Maximaによる数式処理２ |
Maximaによる数式処理ができるようになる。
【課題】演習9まで
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| 7週 |
Maximaによるモデリング１ |
Maximaによるモデリングができるようになる。
【課題】演習11まで
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| 8週 |
Maximaによるモデリング２ |
Maximaによるモデリングができるようになる。
【課題】演習12まで
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| 2ndQ |
| 9週 |
Maximaによるモデリング３ |
Maximaによるモデリングができるようになる。
【課題】演習13まで
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| 10週 |
Scilabの制御関連基本操作１ |
Scilabの制御関連基本操作を覚え、使えるようになる。
【課題】演習16まで
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| 11週 |
Scilabの制御関連基本操作２ |
Scilabの制御関連基本操作を覚え、使えるようになる。
【課題】演習19まで
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| 12週 |
ループ整形設計法による制御系設計１ |
ループ整形設計法による制御系ができるようになる。
【課題】演習21まで
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| 13週 |
ループ整形設計法による制御系設計２ |
ループ整形設計法による制御系ができるようになる。
【課題】演習22まで
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| 14週 |
ループ整形設計法による制御系設計３ |
ループ整形設計法による制御系ができるようになる。
【課題】演習23まで
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| 15週 |
ループ整形設計法による制御系設計４ |
ループ整形設計法による制御系ができるようになる。
【課題】演習24まで
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| 16週 |
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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 |
| 基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | 微分方程式の意味を理解し、簡単な変数分離形の微分方程式を解くことができる。 | 3 | 前2 |
| 簡単な1階線形微分方程式を解くことができる。 | 3 | 前4 |
| 定数係数2階斉次線形微分方程式を解くことができる。 | 3 | 前4 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 計測制御 | 基本的な関数のラプラス変換と逆ラプラス変換を求めることができる。 | 3 | 前3 |
| ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いて微分方程式を解くことができる。 | 3 | 前4 |
| 伝達関数を説明できる。 | 3 | 前5,前6,前10,前11 |
| ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 2 | 前10,前11 |
| 制御系の過渡特性について説明できる。 | 3 | 前12,前13,前14,前15 |
| 制御系の定常特性について説明できる。 | 3 | 前12,前13,前14,前15 |
| 制御系の周波数特性について説明できる。 | 3 | 前12,前13,前14,前15 |
| 安定判別法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。 | 3 | 前12,前13,前14,前15 |
評価割合
| レポート | 課題 | 発表 | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 95 | 0 | 5 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 5 | 5 |
| 専門的能力 | 0 | 95 | 0 | 0 | 95 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |