到達目標
1.制御システムの特性方程式と特性根を説明できる.特性根を用いた根軌跡を描くことができる.制御システムの安定性判別法の説明ができる.制御システムの安定性判別ができる.
2.制御システムの設計法・解析法を説明できる.プロセス系・サーボ系システムの制御パラメータを設定できる.
3.制御特性の改善法を説明できる.
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 | 各種フィードバックシステムの安定性を、特性方程式やラウス法およびナイキスト法を用いて判別できる。 | 簡単なシステムの安定性について、特性方程式やラウス法およびナイキスト法を用いて判別できる。 | 簡単なシステムの安定性について、特性方程式やラウス法およびナイキスト法を用いて判別できない。 |
評価項目2 | 各種システムの定常特性について、制御性能を理解し偏差定数を求め、定常偏差を用いて説明できる。 | 簡単なシステムの定常特性について、制御性能を理解し定常偏差を用いて説明できる。 | 簡単なシステムの定常特性について、制御性能を理解し定常偏差を用いて説明できない。 |
評価項目3 | 制御系の設計法を理解し、ゲイン調整などの特性改善をボード線図などを用いて説明できる。 | 制御系の設計法を理解し、ゲイン調整などの特性改善について説明できる。 | 制御系の設計法を理解できず、ゲイン調整などの特性改善について説明できない。 |
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-2a)
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JABEE基準 (d-2b)
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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技術において,不可欠な学問であり,4年での制御工学Ⅰ,Ⅱも含めて,制御システムとしての考え方を修得することを目標とする.5年では,4年での制御工学Ⅰを基礎とし,さらに制御系の設計,解析に必要な安定性に関する手法を理解する.理解した内容を基に,制御系の設計,解析ができる能力を習得することを目的とする.具体的には,制御系の解析に必要な安定性を,自ら判別できる能力を身につける.さらに,制御系に構成される制御器のパラメータ設定法,特性改善法から,制御系の設計ができる能力を身につける.
授業の進め方・方法:
座学による講義が中心である.講義項目ごとに演習問題に取り組み,各自の理解度を確認する.講義中に演習を行うため,電卓やグラフ用紙を忘れないこと.講義中の演習が,時間不足で未完成の場合は宿題とし,必ず次回の講義までに終えておくこと.理解を深めるために,レポートを課すので,提出期限に遅れないように提出すること.
注意点:
関連科目:数学,物理,計測工学,電気回路などと関連が深い.
学習指針:数学的な要素が中心であるが,各自の身の回りにあるものにも着目し,学習することが重要である.
自己学習:到達目標を達成するために,授業時間以外にも自学・自習を怠らないこと.小テスト,宿題,課題レポート,予習復習状況を自己学習の成果とする.
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 |
制御系の安定性(1) |
制御系の安定性の考え方を理解し,特性方程式と特性根を説明できる.
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2週 |
制御系の安定性(2) |
根軌跡および基礎条件を説明できる.
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3週 |
制御系の安定性(3) |
根軌跡の描き方を理解し,描くことができる.
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4週 |
制御系の安定性(4) |
根軌跡の利用法を説明できる.
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5週 |
安定判別(1) |
フルビッツおよびラウスの安定判別法を説明できる.
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6週 |
安定判別(2) |
ナイキストの安定判別法を説明できる.
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7週 |
安定判別(3) |
ゲイン余有,位相余有を説明できる.
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8週 |
安定判別(4) |
システムの安定判別を様々な手法で求めることができる.
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2ndQ |
9週 |
制御系の設計(1) |
制御系設計の基本事項を説明できる.
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10週 |
制御系の設計(2) |
定常偏差,速応性を説明することができる.
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11週 |
制御系の設計(3) |
設計とゲイン余有と位相余有の関係を説明できる.
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12週 |
制御系の設計(4) |
プロセス制御系,サーボ制御系の制御パラメータの設定法を理解し,制御パラメータを設定することができる.
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13週 |
制御系の設計(5) |
制御特性の改善法を説明できる.
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14週 |
制御工学のまとめ |
制御工学の今後の展開を説明できる.
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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回答できる.
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16週 |
試験返却・解答解説 |
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 | 機械系分野 | 計測制御 | 安定判別法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 自己学習成果 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |