到達目標
１．状態フィードバック制御系が設計できる．
２．PLCに制御系が実装できる．
３．制御系を評価できる．
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 |
| １．状態フィードバック制御系が設計できる． | □MATLAB/Simulinkを用いて，状態フィードバック制御系が設計でき，その安定性について説明できる． | □MATLAB/Simulinkを用いて，状態フィードバック制御系が設計できる． | □MATLAB/Simulinkを用いて，状態フィードバック制御系が設計できない． |
| ２．PLCに制御系が実装できる． | □MATLAB/Simulinkを用いて，オブザーバを併用した制御系をPLCに実装できる． | □MATLAB/Simulinkを用いて設計した制御系をPLCに実装できる． | □MATLAB/Simulinkを用いて設計した制御系をPLCに実装できない． |
| ３．制御系を評価できる． | □実験結果を分析し，制御系を評価して改善できる． | □実験結果を分析し，制御系を評価できる． | □実験結果を分析し，制御系を評価できない． |
学科の到達目標項目との関係
【本校学習・教育目標（本科のみ）】 2
説明
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教育方法等
概要:
世の中に存在するフィードバック制御のおよそ8～9割はPID制御であると言われている．それは，PID制御が直感的に理解でき，たとえ制御対象がモデリングされていなくても，比較的容易にフィードバックゲインを調整して安定な制御を構築できるからである．それゆえ，生産現場におけるPID制御パラメータの調整は必ずしも最適ではないのが現状である．ここでは，制御対象としてDCモータを取り上げ，モデリングに基づくPID制御系の設計と実機への実装および，制御効果の評価を行う．
授業の進め方・方法:
反転授業および，PBL形式のアクティブラーニング (AL) を実施する．Matlab / Simulinkを活用した制御系のシミュレーション，およびPLCとサーボモータを活用したフィードバック制御システムの制御を行う．到達目標（課題）を設定し，グループ内で調査・ディスカッションすることで，目標達成を試みる．重要な点は，目標を達成することよりむしろ，複数の学生がコミュニケーションを通じて，自ら専門知識を学習し活用できる能力を獲得することである．
注意点:
1.評価については、評価割合に従って行います。ただし、適宜再試や追加課題を課し、加点することがあります。
2.中間試験を授業時間内に実施することがあります。
3.この科目は学修単位科目であり、１単位あたり15時間の対面授業を実施します。併せて１単位あたり30時間の事前学習・事後学習が必要となります。
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 |
１）シラバス説明，moodleのコンテンツ紹介，授業概要・方法（反転授業，PBL，アクティブラーニング）
２）アクティブラーニングの実践（問題提起）：「状態フィードバック制御系設計問題」
３）グループワーク（題に対して実現する方法（手順）をディスカッション） |
アクティブラーニング形式の学習が実施でき，能動的な専門知識の学び方を実践することができる．
状態フィードバック制御が説明できる．
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| 2週 |
１）前回提示した課題：「状態フィードバック制御系設計問題」の再確認．
２）PLCにおけるラダープログラミング
３）MATLAB/Simulinkによるシミュレーションの基礎 |
１）基本的なシーケンス制御のラダー図を描くことができる．
２）MATLAB/Simulinkを用いた基本的な制御系の設計ができる．
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| 3週 |
１）PLCにおけるモーション制御
２）Simulink制御ブロックのPLCへの実装 |
１）PLCを用いたモーション制御ができる．
２）Simulink制御ブロックのPLCへの実装ができる．
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| 4週 |
１）PLCにおける制御系の実装（１）
２）MATLAB/Simulinkによる制御系の設計（１） |
１）PLCにおける制御系の実装ができる．
２）MATLAB/Simulinkによる制御系の設計ができる．
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| 5週 |
１）PLCにおける制御系の実装（２）
２）MATLAB/Simulinkによる制御系の設計（２） |
１）PLCにおける制御系の実装ができる．
２）MATLAB/Simulinkによる制御系の設計ができる．
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| 6週 |
制御性能の評価と改善（１） |
実装した制御系の評価および改善ができる．
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| 7週 |
制御性能の評価と改善（２） |
実装した制御系の評価および改善ができる．
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| 8週 |
まとめ，レポート作成 |
制御実験データをまとめ，報告書が作成できる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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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 |
評価割合
| 前期中間試験 | 前期末試験 | レポート | 態度 | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 60 | 30 | 10 | 100 |
| １．状態フィードバック制御系が設計できる． | 0 | 20 | 0 | 0 | 20 |
| ２．PLCに制御系が実装できる． | 0 | 20 | 0 | 0 | 20 |
| ３．制御系を評価できる． | 0 | 20 | 30 | 10 | 60 |