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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業ガイダンス |
フィードバック制御系とフィードフォワード制御系の例を挙げることができる
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| 2週 |
ダイナミカルシステムの表現 |
身近な例をブロック線図にすることができる
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| 3週 |
ラプラス変換 |
ダイナミカルシステムの伝達関数表現を理解できる
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| 4週 |
ラプラス変換 演習 |
ダイナミカルシステムの伝達関数表現を理解できる
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| 5週 |
制御系の表現 |
結合法則と等価変換を用いてブロック線図を簡単化することができる
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| 6週 |
制御系の表現 演習 |
結合法則と等価変換を用いてブロック線図を簡単化することができる
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| 7週 |
中間演習 |
ダイナミカルシステム、伝達関数、ブロック線図について演習問題に取り組むことができる
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| 8週 |
時間応答～インパルス応答、1次系の過渡応答～ |
ラプラス変換を応用して，時不変線形システムの時間応答を求めることができる
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| 2ndQ |
| 9週 |
時間応答～2次系の過渡応答～
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ラプラス変換を応用して，時不変線形システムの時間応答を求めることができる
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| 10週 |
システムの安定性 ～過渡応答、極・零点～ |
システムの過渡応答特性を理解し，極の位置との関係について説明できる
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| 11週 |
システムの安定性～ラウス・フルビッツの安定判別法～ |
システムの安定性の概念を理解し，ラウス・フルビッツの方法により系が安定であるための必要十分条件を導くことができる
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| 12週 |
システムの安定性 演習 |
フィードバック制御系の感度特性・定常特性について説明できる
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| 13週 |
フィードバック制御系の特性 ～感度、感度関数～ |
フィードバック制御系の感度特性・定常特性について説明できる
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| 14週 |
フィードバック制御系の特性 ～開ループ伝達関数、定常偏差～ |
開ループ伝達関数、定常偏差について説明できる
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| 15週 |
制御系の特性 演習 |
フィードバック制御系の感度特性・定常特性について説明できる
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
フィードバック制御系の安定性 |
伝達関数の根軌跡を描くことができる
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| 2週 |
フィードバック制御系の安定性 ～根軌跡～ |
伝達関数の根軌跡を描くことができる
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| 3週 |
周波数応答 ～周波数応答と伝達関数～ |
システムの周波数応答を理解し，ベクトル軌跡を描くことができる
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| 4週 |
周波数応答 ～ベクトル軌跡～ |
システムの周波数応答を理解し，ベクトル軌跡を描くことができる
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| 5週 |
周波数応答 ～ボード線図～ |
システムの周波数応答を理解し，ボード線図を描くことができる
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| 6週 |
周波数応答 演習 |
システムの周波数応答を理解し，ボード線図を描くことができる
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| 7週 |
中間演習 |
根軌跡、ベクトル軌跡、ボード線図について演習問題に取り組むことができる
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| 8週 |
フィードバック制御系の安定性 ～内部安定性～ |
フィードバック系の内部安定性の概念を理解することができる
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| 4thQ |
| 9週 |
フィードバック制御系の安定性 ～ナイキストの安定判別法～ |
ナイキスト線図を描いて系の安定性を判別することができる
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| 10週 |
フィードバック制御系の安定性～ゲイン余裕、位相余裕～ |
システムの周波数応答を理解し，ボード線図を描くことができる
フィードバック系の内部安定性の概念を理解し，ナイキスト線図を描いて系の安定性を判別することができる
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| 11週 |
フィードバック制御系の安定性 演習 |
ボード線図，ナイキスト線図を描いて系の安定性を判別することができる
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| 12週 |
制御系のロバスト性解析 ～不確かさとロバスト性、ロバスト安定性～ |
フィードバック系の内部安定性の概念を理解し，ナイキスト線図を描いて系の安定性を判別することができる
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| 13週 |
フィードバック制御系の設計法 ～設計手順と性能評価～ |
PID補償器および位相進み-遅れ補償器を用いて，設計仕様を満たすフィードバック制御系を設計できる
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| 14週 |
フィードバック制御系の設計法 ～PID補償、位相進み-遅れ補償～ |
PID補償器および位相進み-遅れ補償器を用いて，設計仕様を満たすフィードバック制御系を設計できる
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| 15週 |
制御系設計 総合演習 |
PID補償器や位相進み-遅れ補償器を用いて，設計仕様を満たすフィードバック制御系を設計できる
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| 16週 |
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| 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 |
| 基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | 整式の加減乗除の計算や、式の展開ができる。 | 3 | 前3,前4 |
| 因数定理等を利用して、4次までの簡単な整式の因数分解ができる。 | 3 | 前3,前4 |
| 実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の簡単な計算ができる。 | 3 | 前3,前4 |
| 平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。 | 3 | 前3,前4 |
| 複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。 | 3 | 前3,前4 |
| 解の公式等を利用して、2次方程式を解くことができる。 | 3 | 前3,前4 |
| 因数定理等を利用して、基本的な高次方程式を解くことができる。 | 3 | 前3,前4 |
| 無理方程式・分数方程式を解くことができる。 | 3 | |
| 1次不等式や2次不等式を解くことができる。 | 3 | 前3,前4 |
| 累乗根の意味を理解し、指数法則を拡張し、計算に利用することができる。 | 3 | 前4,前14,後6 |
| 指数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 3 | 前14,後6 |
| 指数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 3 | 前14,後6 |
| 対数の意味を理解し、対数を利用した計算ができる。 | 3 | 前14,後6 |
| 対数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 3 | 前14,後6 |
| 対数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 3 | 前14,後6 |
| 角を弧度法で表現することができる。 | 3 | 前4,前11 |
| 三角関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 3 | 前4,前11 |
| 加法定理および加法定理から導出される公式等を使うことができる。 | 3 | 前4,前11 |
| 三角関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 3 | 前4,前11 |
| 三角比を理解し、簡単な場合について、三角比を求めることができる。 | 3 | 前4,前11 |
| 一般角の三角関数の値を求めることができる。 | 3 | 前4,前11 |
| 2点間の距離を求めることができる。 | 3 | |
| 内分点の座標を求めることができる。 | 3 | |
| 2つの直線の平行・垂直条件を利用して、直線の方程式を求めることができる。 | 3 | |
| 簡単な場合について、円の方程式を求めることができる。 | 3 | 後2 |
| 放物線、楕円、双曲線の図形的な性質の違いを区別できる。 | 3 | |
| 簡単な場合について、不等式の表す領域を求めたり領域を不等式で表すことができる。 | 3 | 後2 |
| 等差数列・等比数列の一般項やその和を求めることができる。 | 3 | |
| 不定形を含むいろいろな数列の極限を求めることができる。 | 3 | |
| 無限等比級数等の簡単な級数の収束・発散を調べ、その和を求めることができる。 | 3 | |
| ベクトルの定義を理解し、ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ、大きさを求めることができる。 | 3 | 後4 |
| 平面および空間ベクトルの成分表示ができ、成分表示を利用して簡単な計算ができる。 | 3 | 後4 |
| 平面および空間ベクトルの内積を求めることができる。 | 3 | 後4 |
| 行列の定義を理解し、行列の和・差・スカラーとの積、行列の積を求めることができる。 | 3 | 後3 |
| 逆行列の定義を理解し、2次の正方行列の逆行列を求めることができる。 | 3 | 後3 |
| 行列式の定義および性質を理解し、基本的な行列式の値を求めることができる。 | 3 | 後3 |
| 線形変換の定義を理解し、線形変換を表す行列を求めることができる。 | 3 | |
| 簡単な場合について、関数の極限を求めることができる。 | 3 | 前14 |
| 微分係数の意味や、導関数の定義を理解し、導関数を求めることができる。 | 3 | 前14 |
| 積・商の導関数の公式を用いて、導関数を求めることがができる。 | 3 | 前14 |
| 合成関数の導関数を求めることができる。 | 3 | 前14 |
| 三角関数・指数関数・対数関数の導関数を求めることができる。 | 3 | 前14 |
| 逆三角関数を理解し、逆三角関数の導関数を求めることができる。 | 3 | 前14 |
| 関数の増減表を書いて、極値を求め、グラフの概形をかくことができる。 | 3 | |
| 極値を利用して、関数の最大値・最小値を求めることができる。 | 3 | |
| 不定積分の定義を理解し、簡単な不定積分を求めることができる。 | 3 | 前4 |
| 置換積分および部分積分を用いて、不定積分や定積分を求めることができる。 | 3 | 前4 |
| 定積分の定義と微積分の基本定理を理解し、簡単な定積分を求めることができる。 | 3 | 前4 |
| 分数関数・無理関数・三角関数・指数関数・対数関数の不定積分・定積分を求めることができる。 | 3 | 前4 |
| 微分方程式の意味を理解し、簡単な変数分離形の微分方程式を解くことができる。 | 3 | 前4 |
| 簡単な1階線形微分方程式を解くことができる。 | 3 | 前4 |
| 定数係数2階斉次線形微分方程式を解くことができる。 | 3 | 前4 |
| 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 | 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。 | 4 | 前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。 | 4 | 前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。 | 4 | 前3,前4 |
| 伝達関数を説明できる。 | 4 | 前5,前6 |
| ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 4 | 前5,前6 |
| 制御系の過渡特性について説明できる。 | 4 | 前7,前8 |
| 制御系の定常特性について説明できる。 | 4 | 前7,前8 |
| 制御系の周波数特性について説明できる。 | 4 | 前7,前8 |
| 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 | 前9,前10,前11 |
| 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 | 前11 |
| 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 | 前2,前5,前6,前13 |
| 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 | 前7,前8,前9 |
| 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 | 前7,前8 |
| 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5 |
| 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 | 前10,後7,後8,後9,後10 |