到達目標
１. 対象系の動的性質を表すプロセス方程式を立てることができる。
２. 対象系の入出力関係をブロック線図および伝達関数で表現できる。
３. 基本的な過渡応答について理解できる。
４. フィードバック制御について理解し、安定性の判別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 | 未知の系に対して熱、物質収支を取り、適切なプロセス方程式が立てられる。 | 既知の系およびその組み合わせで構成される系に対して、熱、物質収支を取り、適切なプロセス方程式が立てられる。 | 基本的な熱、物質収支の考え方を理解していない。 |
| 評価項目2 | 未知の系におけるプロセス方程式から入出力関係を整理し、これを伝達関数とブロック線図で表現できる。 | 既知の系およびその組み合わせで構成される系におけるプロセス方程式から入出力関係を整理し、これを伝達関数とブロック線図で表現できる。 | ブロック線図、伝達関数の基本的な意味を意味を理解していない。 |
| 評価項目3 | 未知の系における過渡応答を求められる。 | 既知の系およびその組み合わせで構成される系における、過渡応答を求められる。 | 過渡応答の基本的な考え方を理解していない。 |
| 評価項目4 | 未知の系に対するフィードバック制御系の記述および、その安定性判別ができる。 | 既知の系およびその組み合わせで構成される系に対するフィードバック制御系の記述および、その安定性判別ができる。 | 基本的なフィードバック制御の考え方を理解していない。 |
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）
説明
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教育方法等
概要:
制御理論を学習し、制御の概念及び制御システムの特性と安定性の解析方法および設計方法の基礎を身につける。
授業の進め方・方法:
制御の歴史と実例を通じて、学問として体系化された古典制御理論を講義し、プロセス制御の概念を学習する。さらに、古典制御理論における自動制御系の特性解析、安定判別法、設計法について学習する。
注意点:
関連科目：応用数学（ラプラス変換）および、反応工学や分離工学をはじめとした化学工学分野
学習指針：レポートや講義中の例題だけでなく、未知の化学プロセスに対し制御理論を適用して問題を解決できるようになることが重要である。
自己学習：復習を怠らないこと。講義中の疑問点については次回講義までに解決しておくことが望ましい。
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 |
概要 |
プロセス制御の目的および化学工学分野における位置づけの理解
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| 2週 |
プロセス方程式 |
物質収支および熱収支からのプロセス方程式導出の習得
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| 3週 |
フィードバック制御 |
フィードバック制御の基本的な考え方の理解
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| 4週 |
ラプラス変換 |
基本的な関数のラプラス変換およびラプラス逆変換の習得
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| 5週 |
伝達関数とブロック線図 |
制御対象系の伝達関数とブロック線図の導出の習得
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| 6週 |
同上 |
同上
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| 7週 |
基本要素 |
伝達関数における基本的な要素とその物理的意味の理解
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| 8週 |
中間試験 |
中間試験
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| 2ndQ |
| 9週 |
過渡応答 |
1次遅れ系におけるインパルス応答およびステップ応答の理解
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| 10週 |
同上 |
同上
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| 11週 |
周波数応答 |
周波数応答の基本的な考え方の理解
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| 12週 |
比例制御 |
比例制御の理論および実例に対する理解
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| 13週 |
PID制御 |
PID制御の理論および実例に対する理解
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| 14週 |
系の安定性 |
制御対象系の安定性の判別方法の習得
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| 15週 |
演習 |
ここまで学んだ理論の復習
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| 16週 |
期末試験 |
期末試験
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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 | 化学・生物系分野 | 化学工学 | SI単位への単位換算ができる。 | 4 | |
| 物質の流れと物質収支についての計算ができる。 | 4 | |
| 化学反応を伴う場合と伴わない場合のプロセスの物質収支の計算ができる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 25 | 10 | 35 |
| 専門的能力 | 25 | 10 | 35 |
| 分野横断的能力 | 20 | 10 | 30 |