システム制御

科目基礎情報

学校	舞鶴工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	システム制御
科目番号	0037	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電子制御工学科	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	川田昌克「MATLAB/Simulinkによる現代制御入門」（森北出版）
担当教員	花田 研太

到達目標

１　システムを状態空間表現で記述できる。
２　システムの時間応答を計算できる。
３　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　可制御性を判別できる。
５　極配置法によりコントローラを設計できる。
６　サーボシステムを設計できる。
７　オブザーバを設計できる。
８　リアプノフの安定定理により安定判別ができる。
９　最適レギュレータによりコントローラ設計できる。

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	システムの状態空間表現を十分に理解し、記述できる。	システムを状態空間表現で記述できる。	システムを状態空間表現で記述できない。
評価項目2	システムの時間応答を十分に理解し、計算できる。	システムの時間応答を計算できる。	システムの時間応答を計算できない。
評価項目3	ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いた微分方程式の解法を十分に理解し、解くことができる。	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。	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ない。
評価項目4	可制御性を十分に理解し、判別できる。	可制御性を判別できる。	可制御性を判別できない。
評価項目5	極配置法によるコントローラ設計法を十分に理解し、設計できる。	極配置法によりコントローラを設計できる。	極配置法によりコントローラを設計できない。
評価項目6	サーボシステムを十分に理解し、設計できる。	サーボシステムを設計できる。	サーボシステムを設計できない。
評価項目7	オブザーバを十分に理解し、設計できる。	オブザーバを設計できる。	オブザーバを設計できない。
評価項目8	リアプノフの安定定理により安定判別を十分に理解し、利用することができる。	リアプノフの安定定理により安定判別ができる。	リアプノフの安定定理により安定判別ができない。
評価項目9	最適レギュレータによるコントローラ設計を十分に理解し、設計できる。	最適レギュレータによりコントローラ設計できる。	最適レギュレータによりコントローラ設計できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (B) （専門分野の基礎知識を修得し，技術の実践に応用できる。）

教育方法等

概要:

「制御工学」の目的のひとつは，『いかにして目的の動作をさせるコントローラを設計するのか？』ということであり，「制御工学」の知識により「コントローラ」を設計しなければ「ロボット」をいかに上手に製作しても思い通りに動かすことはできない。そこで，本科目では，「制御工学」の中でも「現代制御」と呼ばれる手法の基礎を習得してもらうことを目的とする。

授業の進め方・方法:

【授業方法】
講義を中心に具体例を交えながら授業を進めていく。主に黒板を使用し，教科書の内容を詳しく説明する。講義中，適宜学生に質問する。

参考書：
佐藤和也，下本陽一，熊澤典良「はじめての現代制御理論」（講談社）
小郷　寛，美多　勉 「システム制御理論入門」（実教出版）
梶原宏之「線形システム制御入門」（コロナ社）
岩井善太，石飛光章，川崎義則「制御工学」（朝倉書店）

【学習方法】
１．授業では，黒板の説明は必ずノートにとり，わからないところがあれば質問する。質問に答えられるようにする。
２．講義内容の理解を深めるため，適宜，演習問題を与えるので解答する（Moodle での課題提出を求める）。

注意点:

【成績の評価方法・評価基準】
中間・期末の2回の試験を行う。試験時間は５０分とする。
定期試験結果の評価（70％）と演習課題の評価（30%）との合計をもって総合成績とする。
到達目標に基づき，各項目の理解の到達度の評価基準とする。

【備考】
課題は必ず自分でとき，レポートは提出期限を守ること。また，提出期限が過ぎていても必ず提出すること。

【教員の連絡先】
研 究 室　A棟3階（A-318）
内線電話　8959
e-mail: 　k.hanadaあっとまーくmaizuru-ct.ac.jp（あっとまーくは@に変更のこと）

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	シラバス内容の説明，古典制御理論から現代制御理論へ，状態空間表現	１
		2週	状態空間表現について	１
		3週	状態空間表現の時間応答について	２，３
		4週	状態空間表現の時間応答について	２，３
		5週	状態空間表現の時間応答について	２，３
		6週	状態フィードバック制御について	４
		7週	状態フィードバック制御について	４，５
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	中間試験の返却，状態フィードバック制御について	２，３，４，５
		10週	サーボシステムについて	６
		11週	サーボシステムについて	６
		12週	オブザーバについて，リアプノフの安定性理論について	７，８
		13週	リアプノフの安定性理論について	８
		14週	リアプノフの安定性理論について，最適レギュレータについて	８，９
		15週	最適レギュレータについて	８，９
		16週	（15週目の後に期末試験を実施） 期末試験返却・達成度確認	５，６，７，８，９

評価割合

	試験	発表	相互評価	実技等	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	70	0	0	0	30	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	70	0	0	0	30	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0