到達目標
1. フィードバック制御の概念が理解できる。
2. 伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。
3. ブロック線図を用いてシステムを表現できる。
4. ブロック線図の簡単化ができる。
5. 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。
6. 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。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安(優) | 標準的な到達レベルの目安(良) | 未到達レベルの目安(不可) |
| 評価項目1 | あるシステムのフィードバック構造について正しく説明できる。 | あるシステムのフィードバック構造の有無が分かる。 | あるシステムにフィードバック構造があるかどうか分からない。 |
| 評価項目2 | 複雑なシステムを伝達関数で表現できる。 | システムを伝達関数で表現できる。 | システムを伝達関数で表現できない。 |
| 評価項目3 | 複雑なシステムについて、ブロック線図で表現できる。 | ブロック線図を用いてシステムを表現できる。 | ブロック線図を用いてシステムを表現できない。 |
| 評価項目4 | 複雑なシステムのブロック線図の簡単化が正しくできる。 | ブロック線図の簡単化ができる。 | ブロック線図の簡単化ができない。 |
| 評価項目5 | システムのステップ応答から、システムの特性を推定できる。 | 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。 | 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ない。 |
| 評価項目6 | ボード線図の合成を行い、そのシステム特性の評価ができる。 | 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。 | 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ない。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程（本科１〜５年）学習教育目標 （２）
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JABEE基準 (d-1)
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JABEE基準 (d-2a)
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システム創成工学教育プログラム学習・教育目標 B-2
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システム創成工学教育プログラム学習・教育目標 D-1
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教育方法等
概要:
制御工学は現在の科学・工学技術において不可欠な学問である。この講義は、システムを数理的に捕らえ、それを望ましい状況に調整しようとする制御の考え方を学習する。システム制御の考え方を通して、システムをモデリング、設計し運用する能力を修得することを目的とする。具体的にはフィードバック制御の初歩から周波数応答まで学ぶ。
※実務との関係
この科目は企業で大規模プラント制御システムや小規模コントローラの開発を担当していた教員が、その経験を活かし、基本要素の伝達関数やフィードバック制御、周波数応答などについて講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
座学による講義が中心であるが、例題や演習を中心に解説し、理解を促す。また、定期試験返却時には、正答率の低かった問題を中心に解説を行い、さらなる理解を促す。内容は、古典制御理論における基本的事項、具体的には伝達関数、基本伝達関数、ブロック線図、過渡応答、周波数応答である。
注意点:
関連科目：計測工学（3年）、電気機器設計（4年）、制御工学Ⅱ（5年）
学習指針：微分方程式、複素関数やラプラス変換の知識が必要となるので、履修にあたってはこれらを習得していることを前提とする。本講義で使う数学的知識が不足している場合は、よく復習しておくこと。
自己学習：到達目標を達成するため、講義１回当たり４時間の予習・復習を怠らないこと。
事前学習：予め次回の講義内容に該当する部分の教科書を読み、理解できるところとできないところを明らかにしておくこと。
事後展開学習：事前学習で理解できなかったところが理解できるか、授業を振り返りながら確認すること。
学修単位の履修上の注意
成績評価に課題（自学自習）が含まれていることに注意すること。
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 |
イントロダクション |
制御の概念や制御系の基本構成を説明できる。
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| 2週 |
システムモデリング |
機械系・電気系システムを微分方程式で記述できる。
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| 3週 |
ラプラス変換 |
ラプラス変換・ラプラス逆変換を計算できる。
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| 4週 |
伝達関数 |
伝達関数や微分方程式と伝達関数の関係を説明できる。
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| 5週 |
基本伝達関数(1) |
比例、微分、積分、一次遅れ要素を説明できる。
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| 6週 |
基本伝達関数(2) |
一次進み、むだ時間、二次遅れ要素を説明できる。
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| 7週 |
中間試験 |
授業内容を理解し、試験問題に対して正しく解答できる。
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| 8週 |
試験返却・解説 |
試験問題を見直し、理解が不十分な点を解消する。
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| 4thQ |
| 9週 |
ブロック線図 |
ブロック線図で伝達関数が書ける。
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| 10週 |
ブロック線図の等価変換 |
ブロック線図の簡単化ができる。
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| 11週 |
過渡応答 |
1次・2次遅れ要素の過渡応答が説明できる。
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| 12週 |
周波数応答(1) |
周波数応答について説明できる。
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| 13週 |
周波数応答(2) |
ボード線図が書ける。
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| 14週 |
周波数応答(3) |
ボード線図上の合成ができる。
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| 15週 |
期末試験 |
授業内容を理解し、試験問題に対して正しく解答できる。
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| 16週 |
試験返却・解説 |
試験問題を見直し、理解が不十分な点を解消する。
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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 | 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 | 後4,後5,後6 |
| 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 | 後9,後10 |
| 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 | 後11 |
| 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12,後13,後14 |
評価割合
| 試験 | 小テスト | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 100 |