到達目標
(1) 制御系の各要素を伝達関数で示し，系をブロック線図で表すことができる。
(2) 時間応答の計算ができる。
(3) 周波数応答の概念を理解し，ボード線図やベクトル軌跡などが画くことができる。
(4) 制御系の安定性，安定度の概念を理解することができる。
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 |
| 制御系の各要素を伝達関数で示し，系をブロック線図で表すことができる | 複雑な制御系の各要素を伝達関数で示し，系をブロック線図で表すことができる | 制御系の各要素を伝達関数で示し，系をブロック線図で表すことができる | 制御系の各要素を伝達関数で示し，系をブロック線図で表すことができない |
| 時間応答の計算ができる | 様々な入力に対する時間応答の計算ができる | ステップ入力時の時間応答の計算ができる | 時間応答の計算ができない |
| 周波数応答の概念を理解し，ボード線図やベクトル軌跡などが画ける | 高次のシステムにおいて周波数応答の概念を理解し，ボード線図やベクトル軌跡などが画ける | 低次のシステムにおいて周波数応答の概念を理解し，ボード線図やベクトル軌跡などが画ける | 周波数応答の概念を理解できない |
| 制御系の安定性，安定度の概念を説明できる | 制御系の安定性，安定度の概念を説明でき、複数の判別法を用いて計算できる | 制御系の安定性，安定度の概念を説明できる | 制御系の安定性，安定度の概念を説明できない |
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）】 ３
説明
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教育方法等
概要:
さまざまな産業機器に応用されている制御理論のうち，古典制御論と呼ばれる分野について学ぶ。特に，制御系の表現手法や解析手法について重点を置いて学習を行う。
授業の進め方・方法:
授業は、講義を中心に行い、後半30分程度理解度を確認するために課題を課す。
適宜レポートを課すので、次回の授業開始時に提出すること
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 |
自動制御の概念と例
ラプラス変換
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制御の概念と例，フィードバック制御系の基本構成を説明できる
ラプラス変換の定義と公式を説明できる
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| 2週 |
制御系の表現１ |
運動方程式や電気回路についてモデル化することができる
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| 3週 |
制御系の表現２
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モデル化した系について、伝達関数を導出できる
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| 4週 |
制御系の表現３ |
モデル化した系をブロック線図によって記述できる
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| 5週 |
時間応答
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運動方程式や電気回路の時間応答をラプラス変換やブロック線図を用いて解ける
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| 6週 |
演習 |
ラプラス変換やブロック線図を説明でき、それらの時間応答を記述できる
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| 7週 |
周波数応答１
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ベクトル軌跡を説明できる
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| 8週 |
周波数応答２ |
ボード線図を説明できる
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| 4thQ |
| 9週 |
周波数応答3
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高次系のボード線図を折れ線近似を用いて作図できる
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| 10週 |
安定性１ |
極配置図およびラウス・フルビッツの安定判別法を説明できる
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| 11週 |
安定性２ |
ナイキスト法と安定度（位相余裕，ゲイン余裕）の概要を説明できる
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| 12週 |
フィードバック制御系の特性 |
フィードバック制御系の定常特性や過渡特性を説明できる
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| 13週 |
フィードバック制御系の設計 |
基本的なフィードバック制御系（P,PI,PD,PID）の設計法を説明できる
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| 14週 |
演習 |
システムの周波数応答およびフィードバック制御系の特性や安定性について説明できる
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| 15週 |
試験の振り返り |
制御工学に必要なモデル、時間応答、周波数応答、安定性について説明できる
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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 | 電気・電子系分野 | 制御 | 伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。 | 4 | 後3 |
| ブロック線図を用いてシステムを表現することができる。 | 4 | 後4 |
| システムの過渡特性について、ステップ応答を用いて説明できる。 | 4 | 後5 |
| システムの定常特性について、定常偏差を用いて説明できる。 | 4 | 後12 |
| システムの周波数特性について、ボード線図を用いて説明できる。 | 4 | 後8,後9 |
| フィードバックシステムの安定判別法について説明できる。 | 4 | 後10,後11 |
評価割合
| 試験 | レポート | 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 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |