到達目標
１． 制御系CADを使用して，時間応答や周波数応答のグラフを正しく作成できる．
２． 制御系CADを使用し，いくつかの方法でシステムの安定性を判別できる．
３．制御系の設計手法を理解し、制御系CADを用いて問題を解くことができる
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CADを使用して，時間応答，周波数応答のグラフを作成し，結果が正しいことを検証できる． | 制御系CADを使用して，時間応答，周波数応答のグラフを作成できる． | 制御系CADを使用して，時間応答，周波数応答のグラフを作成できない． |
| 制御系CADを使用し，2つ以上の方法でシステムの安定性を判別できる． | 制御系CADを使用し，少なくとも1つの方法でシステムの安定性を判別できる． | 制御系CADを使用し，システムの安定性を判別できない． |
| 制御設計を理解し、制御系CADを使って新たな問題を解くことができる | 制御設計を理解し、制御系CADを使って類似問題を解くことができる | 制御設計方法が理解できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
制御系設計ソフトウェアとして普及しているScilab、MATLABを用いて制御工学の例題や演習問題を解く
また、これらにはGUIを用いたXCOS、Simulinkがありブロック図で表したシステムの挙動が視覚で確認できる
授業の進め方・方法:
・ 授業は講義＋課題形式で行う、授業中は集中して聴講し課題に積極的に取り組むこと
・ 課題の提出は、Blackboard上で行う
注意点:
・ 一般科目の基礎数学・微分積分・微分方程式・線形代数と関わっているので復習しておくこと
・ 分野を横断した科目で、応用数学・古典制御・工学数理基礎・電気回路の理解にも有効である
・ 無償のScilabと有償のMATLABの操作法はほとんど同じで、いろいろな専門分野への拡張性がある
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，Scilabの使い方 |
Scilabの基本操作ができる
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| 2週 |
時間応答１ |
Scilabを用いてステップ応答を描くことができる
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| 3週 |
時間応答２ |
伝達関数の極と時間応答の関係が説明できる
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| 4週 |
周波数応答１ |
Scilabを用いてボード線図を描くことができる
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| 5週 |
周波数応答２ |
Scilabを用いてベクトル軌跡（ナイキスト線図）を描くことができる
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| 6週 |
中間試験までの演習 |
中間試験までの演習問題を解くことができる
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| 7週 |
中間試験 |
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| 8週 |
試験返却・解答 |
試験で解けなかった問題を解くことができる
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| 4thQ |
| 9週 |
安定性と安定余裕
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ラウスの安定判別法，ナイキストの安定判別法により安定判別できる
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| 10週 |
ニコルス線図 |
Scilabを用いてニコルス線図を描くことができる
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| 11週 |
制御系の設計1 |
ゲイン調整による制御系設計ができる
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| 12週 |
制御系の設計2 |
直列補償による制御系設計ができる
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| 13週 |
制御系の設計3 |
PID補償による制御系設計ができる
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| 14週 |
期末試験までの演習 |
期末試験までの演習問題を解くことができる
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験で解けなかった問題を解くことができる
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電気回路 | オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | 後2 |
| キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | |
| 合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | |
| 正弦波交流の特徴を説明し、周波数や位相などを計算できる。 | 3 | 後3,後14 |
| RL直列回路やRC直列回路等の単エネルギー回路の直流応答を計算し、過渡応答の特徴を説明できる。 | 3 | 後4 |
| 電子回路 | 演算増幅器の特性を説明できる。 | 3 | 後7,後13 |
| 制御 | 伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。 | 3 | 後4 |
| 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。 | 3 | 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。 | 3 | 後5,後6,後9,後15 |
| 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。 | 3 | 後5,後6,後15 |
| 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。 | 3 | 後5,後6,後10,後15 |
| 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。 | 3 | 後11,後12 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 0 | 0 | 0 | 40 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 20 |
| 専門的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 80 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | ０ | 0 | 0 |