到達目標
(１) 古典制御理論と現代制御理論の違いが説明できる
(２) 現代制御理論の考え方に基づくシステムのモデル化・解析・制御系設計の手法が理解でき，任意のシステムに適用できる
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安(秀) | 標準的な到達レベルの目安(優) | 到達レベルの目安(良) |
| 評価項目1 | 右記の手法を用いて任意システムのモデル化ができる | 多入出力系の状態空間表現を求めることができる | １入力１出力２次の系の状態空間表現を求めることができる |
| 評価項目2 | 右記の手法を用いて任意システムのレギュレーターが設計できる | 閉ループ系の挙動を考慮したレギュレータ設計ができる | 可制御概念の理解・判別ができ，レギュレータ設計ができる |
| 評価項目3 | 右記の手法を用いて任意システムのオブザーバーが設計できる | 収束速度を考慮したオブザーバ設計ができる | 可観測の理解・判別ができ，オブザーバ設計ができる |
| 評価項目4 | 右記の手法を用いて任意システムの最適レギュレーターが設計できる | 最適性の原理からベルマン方程式，最適レギュレーター導出の流れが理解できる | 最適性の概念が理解できる／導出した最適制御器を利用できる |
| 評価項目5 | 右記の手法を用いて任意システムの安定性が解析できる | 現代制御における安定性の概念が理解でき，判別ができる | 現代制御における安定性の概念が理解できる |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 RB2
説明
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JABEE JB3
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教育方法等
概要:
現代制御理論による現象のモデル化と解析，および制御器の設計手順の学習を通して，問題を抽象化し，数理的手段により解決するという視点を持てるようにすること．
本科目では，企業で設計業務に携わっていた教員がその経験を活かし，現代制御理論手法を実際の制御対象を想定した形で，講義形式で教授するものである．
授業の進め方・方法:
現代制御理論について，理論の解説と応用法について講義を行う．
注意点:
学習・教育目標：本科（準学士課程）：RB2(◎)
学習・教育目標：環境生産システム工学プログラム：JB3(◎)
関連科目：ロボットシステム（本科5年），システム工学（本科5年），自動制御Ⅰ，計測・制御工学（専攻科生産システム系1年）
学習・教育目標（RB2,JB3）の達成および科目取得の評価方法：学習・教育目標の達成および科目習得の方法：中間試験と期末試験をそれぞれ35%，学習課題を30%の100点満点で評価する．ただし，追加の課題を与え，その評価が60点を超えた点を用いて最大10点の加点を行う場合がある．
学習・教育目標の達成および科目習得の評価基準：学年末成績60点以上
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 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ガイダンス |
自動制御工学２の目的・概要が理解できる
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| 2週 |
システムのモデルと状態空間表現 |
システムの数学モデルを導出できる
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| 3週 |
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微分方程式から状態空間表現への変換ができる／状態空間表現の解形式が理解できる
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| 4週 |
システムの安定性 |
線形連続時間システムの安定性・安定性の定義について理解・説明ができる
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| 5週 |
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リヤプノフの安定判別法を用いた安定判別ができる
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| 6週 |
レギュレーター |
レギュレーター問題／システムの可制御性について理解・説明・判別ができる
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| 7週 |
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レギュレーターの設計ができる
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| 8週 |
中間テスト |
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| 4thQ |
| 9週 |
テスト返却と解説 |
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| 10週 |
オブザーバー |
オブザーバー問題／システムの可観測性／双対性について理解・説明・判別ができる
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| 11週 |
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オブザーバーの設計ができる
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| 12週 |
線形システムの最適制御 |
最適な制御と最適性の原理について理解・説明ができる
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| 13週 |
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DP法を用いた，制御規範からベルマン方程式，最適レギュレーターの導出について理解・説明ができる
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| 14週 |
総合演習 |
倒立振子などを対象として，現代制御理論による解析ができる
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| 15週 |
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倒立振子などを対象として，現代制御理論による制御ができる
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 計測制御 | 自動制御の定義と種類を説明できる。 | 4 | |
| フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 4 | |
| ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 4 | |
| 制御系の過渡特性について説明できる。 | 4 | |
| 制御系の定常特性について説明できる。 | 4 | |
| 安定判別法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | レポート | 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 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |