制御工学Ⅰ

科目基礎情報

学校 岐阜工業高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 制御工学Ⅰ
科目番号 0073 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 機械工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 専門基礎ライブラリー 制御工学(豊橋技術科学大学・高等専門学校制御工学教育連携プロジェクト・実教出版社)を教科書とする.
担当教員 山田 実

到達目標

以下の各項目を到達目標とする.
① 実システムと数式モデルとの関係を把握できる.
② システムの時間応答を説明できる.
③ システムの周波数応答とその図的表現を説明できる.
岐阜高専ディプロマポリシー:(D)

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実システムを数式モデルに表現できる.実システムと数式モデルとの関係を説明できる.実システムと数式モデルとの関係を説明できない.
評価項目2実際のシステムのインパルス応答・ステップ応答を求めることができる.システムの時間応答に関するインパルス応答・ステップ応答説明できる.システムの時間応答に関するインパルス応答・ステップ応答を説明できない.
評価項目3システムの周波数応答からシステムの特徴・特性を説明できる.システムの周波数応答とその図的表現を説明できる.システムの周波数応答とその図的表現を説明できない.

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
装置の性能向上,自動化,省力化を目的とした制御工学の基本的な考え方を理解し,種々の制御工学的な問題に対して数学的な知識を応用できる能力およびセンスを養う.また,実例を挙げて,機械構造システムと制御工学との関連性について説明できる能力を身に付ける.
授業の進め方・方法:
応用数学等の知識が前提になっているので,良く復習しておくこと.遅刻した場合は授業を中断しても良いので遅れた旨を教員に知らせること.
(事前準備の学習)応用数学Ⅰの復習をしておくこと.
英語導入計画:Technical terms
注意点:
授業の内容を確実に身につけるために、予習・復習が必須である.
学習・教育目標:(D-1)30%,(D-3計測・制御系)70%

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 制御工学の概要 自動制御系の基本構成を説明できる.
2週 自動制御の基礎数学 ラプラス変換を用いて微分法的式が解ける.
3週 モデリング(ALのレベルB) モデリングを説明できる.
4週 伝達関数 線形常微分方程式から伝達関数を求められる.
5週 ブロック線図 ブロック線図を理解できる.
6週 インパルス応答・ステップ応答 一次遅れ系のステップ応答が理解できる.
7週 二次遅れ系のステップ応答(ALのレベルC) 二次遅れ系のステップ応答が理解できる.
8週 中間試験
4thQ
9週 周波数応答の概要 周波数応答が説明できる.
10週 ベクトル軌跡(ALのレベルC) ベクトル軌跡が描ける.
11週 ボード線図(ALのレベルC) 一次遅れ系,二次遅れ系のボード線図が描ける.
12週 ボード線図の合成 ボード線図の合成ができる.
13週 制御系の安定性判別(ラウス・フルビッツ法) ラウス・フルビッツ法を用いて安定性判別ができる.
14週 制御系の安定性判別(ナイキスト法) ナイキスト法による安定性判別が理解できる.
15週 期末試験
16週 制御工学Ⅰのまとめ

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。3後1
フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。2後1
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後2
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後2
伝達関数を説明できる。3後4
ブロック線図を用いて制御系を表現できる。3後5
制御系の過渡特性について説明できる。3後6
制御系の定常特性について説明できる。2
制御系の周波数特性について説明できる。3後9
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後13

評価割合

中間試験期末試験課題合計
総合評価割合10010030230
得点10010030230