到達目標
以下の各項目を到達目標とする．
① ラプラス変換の諸定理と，ラプラス変換を用いる微分方程式の解法を理解する．
② 実システムと数式モデルとの関係を把握できる．
③ システムの時間応答を説明できる．
④ システムの周波数応答とその図的表現を説明できる．
⑤ システムの安定判別を行うことができる．
⑥ 制御系の性能（過渡特性，定常特性）を評価できる．
⑦ 制御系の補償器を説明できる．
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 | 工学現象例についてラプラス変換を用いて問題が解ける． | ラプラス変換を用いて微分方程式が解ける． | ラプラス変換を用いて微分方程式が解けない． |
| 評価項目2 | 実システムを数式モデルで表現できる． | 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3 | 実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・ステップ応答を説明できる． | 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4 | 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． |
| 評価項目5 | 実システムの安定性の判別ができる． | 伝達関数で与えられたシステムの安定判別ができる． | 伝達関数で与えられたシステムの安定判別ができない． |
| 評価項目6 | 実システムの性能（過渡特性，定常特性）を評価できる． | 制御系の性能（過渡特性，定常特性）を評価できる． | 制御系の性能（過渡特性，定常特性）を評価できない． |
| 評価項目7 | PID制御系の補償器を設計できる． | PID制御系の補償方法を説明できる． | PID制御系の補償方法を説明できない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
制御工学の基礎として，1入力1出力の線形なシステムについて理解し，制御の考え方を修得することが目標である．様々な系を数理的に捉え，特性を把握し，またこれを望ましい状態に制御する手法について理解できるようになることを期待する．
授業の進め方・方法:
制御工学ではラプラス変換を主とする数学を駆使し，系を抽象的に捉えるためその応用の裾野は広いが，初学者には取り付きにくい部分がある．このため，実際のシステムや簡単なモデルを示しながら，制御系の解析手法について例題を多く交えて説明する．
（事前準備の学習）電気回路Ⅰや機械運動学Ⅰを復習しておくこと．
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．
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 |
制御工学の概要
(テキスト第1章） |
自動制御系の基本構成を説明できる．
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| 2週 |
ラプラス変換
(テキスト第13章） |
ラプラス変換の定義について理解できる．
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| 3週 |
様々な関数のラプラス変換
(テキスト第13章） |
ラプラス変換の計算ができる．
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| 4週 |
ラプラス変換を用いた微分方程式の解法と演習
(テキスト第13章） |
ラプラス変換を用いて微分方程式が解ける．
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| 5週 |
モデリング
(テキスト第2章) |
モデリングを説明できる．
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| 6週 |
伝達関数
(テキスト第3章)
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線形常微分方程式から伝達関数を求められる．
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| 7週 |
ブロック線図
(テキスト第4章)
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ブロック線図を理解できる．
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
時間応答
(テキスト5章) |
過渡応答を理解する．
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| 10週 |
インパルス応答・ステップ応答
(テキスト5章) |
システムのインパルス応答・ステップ応答を説明できる．
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| 11週 |
1次遅れ系の過渡応答１
(テキスト5章) |
1次遅れ系のインパルス応答とステップ応答を求めることができる．
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| 12週 |
１次遅れ系の過渡応答２
(テキスト5章) |
１次遅れ系のインパルス応答とステップ応答を求めることができる．
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| 13週 |
2次遅れ系の過渡応答
(テキスト5章) |
2次遅れ系のインパルス応答とステップ応答を求めることができる．
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| 14週 |
演習問題(AL レベル B) |
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
前期のまとめ |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
周波数応答の概要
(テキスト６章) |
周波数応答が説明できる．
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| 2週 |
ベクトル軌跡
(テキスト６章) |
ベクトル軌跡が描ける．
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| 3週 |
ボード線図
(テキスト６章) |
１次遅れ系，２次遅れ系のボード線図が描ける．
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| 4週 |
ボード線図の合成
(テキスト６章) |
ボード線図の合成ができる．
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| 5週 |
制御系の安定性判別
ラウス・フルビッツ法
(テキスト７章) |
ラウス・フルビッツ法を用いて安定性判別ができる．
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| 6週 |
制御系の安定性判別
ナイキスト法
(テキスト７章) |
ナイキスト法による安定性判別が理解できる．
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| 7週 |
演習問題(AL レベル B) |
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
制御系の性能
（速応性・安定性）
(テキスト８章) |
ステップ応答の特徴量を求められる．
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| 10週 |
制御系の性能
（定常特性）
(テキスト８章) |
定常偏差を求められる．
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| 11週 |
制御系の設計
（極配置，ゲイン調整）
(テキスト８章) |
極配置法により補償器が設計できる．
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| 12週 |
制御系の設計
（位相遅れ，位相進み補償）
(テキスト８章) |
位相遅れ，進み補償器の原理が説明できる．
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| 13週 |
PID制御
(テキスト９章) |
PID制御の概念と構成要素を説明できる．
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| 14週 |
演習問題(AL レベル B) |
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
後期のまとめ |
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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。 | 2 | 前1 |
| フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 3 | 前2,前3 |
| 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4 |
| 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5 |
| 伝達関数を説明できる。 | 3 | 前6 |
| ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 3 | 前7 |
| 制御系の過渡特性について説明できる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
| 制御系の定常特性について説明できる。 | 3 | 後1 |
| 制御系の周波数特性について説明できる。 | 3 | 後2 |
| 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3,後4 |
評価割合
| 中間試験 | 期末試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 200 | 200 | 40 | 440 |
| 前期期末 | 100 | 100 | 20 | 220 |
| 後期期末 | 100 | 100 | 20 | 220 |