到達目標
1.状態空間表現によるシステムのモデルを求め、制御系の特性を説明できる。
2.出力フィードバックによるコントローラの設計ができる。
3.制御系設計CADを用いて、コントローラの設計とシミュレーションが実行できる。
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 |
評価項目1 | 状態空間表現によるシステムの特性を求めることができる | 状態空間表現によるシステムの特性について説明できる | 状態空間表現によるシステムの特性について説明できない |
評価項目2 | 出力フィードバックによるコントローラの設計ができる | 出力フィードバックによるコントローラの設計について説明できる | 出力フィードバックによるコントローラの設計について説明できない |
評価項目3 | 制御系設計CADを用いて、コントローラの設計ができる | 指示に従い、制御系設計CADを用いてシミュレーションの実行ができる | 指示に従った制御系設計CADを用いるシミュレーションの実行ができない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
状態空間表現を用いた現代制御理論について学び、制御系のモデル化、特性の解析、コントローラの設計を行う。
また、制御系設計CAD(MATLAB)を用いた制御系設計とシミュレーションによる実習により、知識の確認をする。
授業の進め方・方法:
・授業は、前回の課題の解説、新規内容の講義の流れで行う。
・数回に一度、制御系設計CAD(MATLAB)による、まとめの実習を行う。
・学修単位であるため、自学自修を十分に行うことを前提とする。
・課題により、自学自修の時間の評価をポートフォリオとして行う。
注意点:
・4年生の伝達関数を用いた制御の内容について復習が必要である。
・現代制御では、微分積分、線形代数などの数学の知識が必要である。
・課題は Microsoft Teams で管理し、アップロードすることで提出となるため、期限までにすること。
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 |
ガイダンス、線形代数の復習 |
線形代数の基本的な計算ができる
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2週 |
状態空間表現による数式モデル |
状態空間表現による数式モデルを求めることができる
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3週 |
システムの応答 |
システムの時間応答を求めることができる
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4週 |
システムの安定性 |
システムの安定性が判別できる
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5週 |
等価システム |
システムの等価変換ができる
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6週 |
可制御性 |
可制御性について説明できる
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7週 |
中間試験 |
中間試験
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8週 |
試験の解説、制御系設計CADによる実習 |
システムの応答のシミュレーションができる
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4thQ |
9週 |
可観測性と双対性 |
可制御性,双対性について説明できる
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10週 |
極配置法 |
極配置法によりコントローラの設計ができる
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11週 |
最適レギュレータ |
最適レギュレータの設計ができる
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12週 |
オブザーバ |
オブザーバの導出ができる
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13週 |
出力フィードバック |
出力フィードバックによるコントローラの設計ができる
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14週 |
総合演習 |
与えられた制御対象に対して,仕様を満たすコントローラの設計ができる
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15週 |
期末試験 |
期末試験
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16週 |
試験の解説、制御系設計CADによる実習 |
制御系設計CADにより、仕様を満たすコントローラの設計ができる
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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 |
基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | 分数式の加減乗除の計算ができる。 | 3 | 後4,後10 |
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 | 後4,後10 |
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1,後2,後4,後5,後6,後9 |
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1,後2,後4,後5,後6,後9 |
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1,後2,後4,後5,後6,後9 |
評価割合
| 試験 | 発表(相互評価含む) | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 0 | 30 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 0 | 30 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |