到達目標
1 Simulinkにより制御系のブロック線図を記述できる。
2 MATLABを用いてデータの定義，ベクトル計算などの各種関数の計算ができる。
3 MATLABによる伝達関数および状態空間モデルを定義できる。
4 Mファイルを利用して定義したパラメータを用いてSimulinkによるシミュレーションを行うことができる。
5 MATLABによるデータ読み込み・書き込みなどのデータ整理などができる。
6 MATLAB/Simulinkで非線形系シミュレーションを行うことができる。
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 |
| 評価項目1 | Simulinkにより制御系のブロック線図を記述できる。 | 制御系のブロック線図を記述できる。 | 制御系のブロック線図を記述できない。 |
| 評価項目2 | MATLABを用いてデータの定義，ベクトル計算などの各種関数の計算ができる。 | MATLABを用いてデータの定義ができる。 | MATLABを用いてデータの定義ができない。 |
| 評価項目3 | MATLABによる伝達関数および状態空間モデルを定義できる。 | MATLABによる伝達関数を定義できる。 | MATLABによる伝達関数を定義できない。 |
| 評価項目4 | Mファイルを利用して定義したパラメータを用いてSimulinkによるシミュレーションを行うことができる。 | Mファイルを利用して定義したパラメータを用いてシミュレーションを行うことができる。 | Mファイルを利用して定義したパラメータを用いてシミュレーションを行うことができない。 |
| 評価項目5 | MATLABによるデータ読み込み・書き込みなどのデータ整理などができる。 | MATLABによるデータ読み込みができる。 | MATLABによるデータ読み込みができない。 |
| 評価項目6 | MATLAB/Simulinkで非線形系シミュレーションを行うことができる。
| Simulinkで非線形系シミュレーションを行うことができる。
| Simulinkで非線形系シミュレーションを行うことができない。
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学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 (C)
説明
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学習・教育到達度目標 (H)
説明
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教育方法等
概要:
【授業目的】
本科目では，制御分野でよく使用されるMATLAB/Simulinkにより制御系の設計・解析を行う技術を修得する。また，MATLAB/Simulinkによる数値シミュレーション結果をレポートにまとめるための技術を修得する。
【Course Objectives】
In this lecture, students will learn how to design and analyze control systems by using the software “MATLAB/Simulink” which is often used in a control filed. Also Students will learn how to write reports with using the numerical simulation results by “MATLAB/Simulink”.
授業の進め方・方法:
【授業方法】
例題を使用し，実行方法等を説明する。その後，各自でMATLAB/Simulinkで例題や演習課題を実行する。実施中にサポートが必要となった学生には直接指導を行う。演習課題はレポートにまとめて提出する。中間・期末には特別課題を設けるので，レポートにまとめて提出する。
注意点:
【定期試験の実施方法】
原則として定期試験は行わない。MATLAB/Simulinkの演習課題のチェックおよびレポートの提出をもって定期試験に替える。
【成績の評価方法・評価基準】
毎回の演習課題の評価（30%）と中間・期末に課すレポートの評価（70%）の合計をもって総合成績とする。総合成績が60%以上の到達度をもって合格とする。演習課題やレポートは到達度目標1～6に基づき，MATLAB/Simulinkを活用できるかどうかのチェックを行い，到達度に応じた評価をする。
【履修上の注意】
後期開講の制御工学実験でもMATLAB/Simulinkを使用する。また，後期実験のためだけでなく，卒業研究や卒業後も活用できるようになるよう心がけること。課題やレポートは必ず自分で作成すること。
【学生へのメッセージ】
MATLAB/Simulinkは数値シミュレーションだけではなく，Toolbox等を利用することによって，実験にも用いることができ，大変有用なソフトである。事実，大学などの研究機関のみならず，企業の制御系開発にも役立っている。また，制御分野のみならず，信号処理や画像処理にも用いられている。このようなことから，“制御”と学科名に入っている，電子制御工学科の学生諸君は卒業後もMATLAB/Simulinkを使う場面に多く出会うのではないかと推察する。今後のためにもしっかりと修得してほしい。
学生諸君はCADというと製図を思い浮かべるかもしれない。しかし，CADはComputer Aided Design の略であり，あくまでもコンピュータ支援による設計を指す。本科目では，コンピュータ支援による制御系設計という観点から紛う方なき，CADであることを追記しておく。
【教員の連絡先】
研 究 室 A棟２階（A-201）
内線電話 8953
e-mail: t.takagi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
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
シラバスの内容説明，資料配布，MATLAB/Simulinkの概要説明 |
1,2 CADシステムの役割と構成を説明できる。
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| 2週 |
基本操作，Simulinkによる制御系構成 |
1 伝達関数を説明できる。
1 Simulinkによりブロック線図を用いて制御系を表現できる。
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| 3週 |
SimulinkによるPID制御系構成 |
1 SimulinkによるPID制御系の構成ができる。
1 PID制御系の概念と構成要素を説明できる。
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| 4週 |
MATLABでのベクトル等の定義や伝達関数の定義等 |
2,3 MATLABでの伝達関数の定義ができる。
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| 5週 |
Mファイルについての説明および作成・実行 |
4 Mファイルによる繰り返し処理プログラムなどが構築ができる。
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| 6週 |
Mファイルによるデータの読み込み・書き込み |
5 Mファイルによるデータの読み込みを行い，処理ができる。
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| 7週 |
レポートの作成と提出 |
1~5 制御系の設計とその結果をまとめることができる。
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| 8週 |
レポートの訂正および返却 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
MファイルとSimulinkによるシミュレーション，結果の作図法 |
4,5 MファイルとSimulinkを用いたシミュレーションを行うことができる。Mファイルによる作図ができる。
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| 10週 |
非線形系のシミュレーションについての説明 |
6 非線形系の制御対象が説明できる。
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| 11週 |
Simulinkによる非線形系のブロック線図の作図 |
1,6 Simulinkによる非線形系のブロック線図が構築できる。
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| 12週 |
MATLAB/Simulinkによる非線形系のシミュレーション |
1,4~6 MATLAB/Simulinkによる非線形系のシミュレーションができる。
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| 13週 |
非線形系のフィードバック制御系のシミュレーション |
1~6 MATLAB/Simulinkによる非線形系に対する制御系を構成し，シミュレーションすることができる。
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| 14週 |
結果の整理とまとめ，レポート作成 |
1~6 MATLAB/Simulinkにより得られた結果をまとめ，説明・考察することができる。
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| 15週 |
レポートの作成と提出 |
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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 | 機械系分野 | 製図 | ＣＡＤシステムの役割と構成を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前5,前9 |
| CADシステムの役割と基本機能を理解し、利用できる。 | 4 | 前1,前2,前5,前7,前9,前10,前12,前13,前14 |
| 情報処理 | 条件判断プログラムを作成できる。 | 4 | 前5,前6 |
| 繰り返し処理プログラムを作成できる。 | 4 | 前5,前6 |
| 二次元配列を使ったプログラムを作成できる。 | 4 | 前5,前6,前9,前12,前14 |
| 一次元配列を使ったプログラムを作成できる。 | 4 | 前5,前6,前9,前12 |
| 計測制御 | 伝達関数を説明できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前7 |
| ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 4 | 前2,前3,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
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 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |