自動制御

科目基礎情報

学校	和歌山工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	自動制御
科目番号	0016	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	知能機械工学科	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	自動制御の講義と演習、添田喬・中溝高好、日新出版
担当教員	津田 尚明

到達目標

伝達関数とブロック線図の意味を知り、簡単な系のブロック線図と伝達関数を理解できるようになる。またステップ応答などの典型的な応答を理解し、安定・不安定、振動的、非振動的を判別できるようになる。具体的には、ブロック線図の簡単化、周波数応答の意味の理解、基本的なフィードバック系の安定判別ができるようになる。

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
伝達関数とブロック線図の意味を知り、簡単な系のブロック線図と伝達関数を理解できる	伝達関数とブロック線図の意味を知り、複雑な系のブロック線図と伝達関数を理解できる	伝達関数とブロック線図の意味を知り、簡単な系のブロック線図と伝達関数を理解できる	伝達関数とブロック線図の意味を知り、簡単な系のブロック線図と伝達関数を理解できない
ステップ応答などの典型的な応答を理解し、安定・不安定、振動的、非振動的を判別できる	複雑な系の応答を理解し、安定・不安定、振動的、非振動的を判別できる	ステップ応答などの典型的な応答を理解し、安定・不安定、振動的、非振動的を判別できる	ステップ応答などの典型的な応答を理解し、安定・不安定、振動的、非振動的を判別できない
自動制御の概要を理解できる	広く自動制御の定義と種類を説明でき，複雑な系のフィードバック制御の概念と構成要素を説明できる．	自動制御の定義と種類を説明でき，フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる．	自動制御の定義と種類を説明できない．フィードバック制御の概念と構成要素を説明できない．
ラプラス変換を活用できる	複雑な関数のラプラス変換と逆ラプラス変換を求めることができる．ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いて複雑な微分方程式を解くことができる．	基本的な関数のラプラス変換と逆ラプラス変換を求めることができる． 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．	基本的な関数のラプラス変換と逆ラプラス変換を求めることができない． 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．

教育方法等

概要:

制御システムを理論的に取り扱う古典的な手法の基本を学ぶ。

授業の進め方・方法:

注意点:

○事前学習
　次回の授業範囲を予習し、専門用語の意味等を理解しておくこと．
○事後学習
　講義中の演習課題などで復習すること．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	自動制御の概論	この講義の導入として，まず「自動制御とは何か」（自動制御の定義と種類）を理解する．
		2週	シーケンス制御の概論	自動制御の基本であるシーケンス制御を理解する．
		3週	典型的な回路	自動制御の基本であるシーケンス制御を理解する．
		4週	PLC（シーケンサ）	自動制御の基本であるシーケンス制御を理解する．
		5週	フィードバック制御の概論	シーケンス制御よりも複雑なフィードバック制御の概念と構成要素を理解する．
		6週	運動方程式の導出	力学系や電気回路その他，現実のさまざまな系について，その運動を支配する方程式として数学的に表現する方法を理解する．
		7週	伝達関数の意味，ブロック線図	運動方程式を元に伝達関数を導出する方法を理解する．
		8週	前期中間までのまとめ	前期中間までのまとめ
	2ndQ
		9週	前期中間までのまとめ	前期中間までのまとめ
		10週	基本関数のラプラス変換，色々な例	ラプラス変換を理解できる．
		11週	基本関数のラプラス変換，色々な例	基本関数をラプラス変換できる．
		12週	基本関数のラプラス変換，色々な例	複雑な関数をラプラス変換できる．
		13週	過渡応答	過渡応答の意味を理解できる．
		14週	１次遅れ要素	「１次遅れ要素」の制御系について，ステップ関数などの基本的な入力に対して応答がどうなるかを理解できる．
		15週	１次遅れ要素	「１次遅れ要素」の制御系について，ステップ関数などの基本的な入力に対して応答がどうなるかを理解でき，例題を解くことができるる．
		16週
後期
	3rdQ
		1週	前期末までのまとめ	前期末までの内容を理解できる．
		2週	２次遅れ要素	「２次遅れ要素」の制御系について，ステップ関数などの基本的な入力に対して応答がどうなるかを理解できる．
		3週	ブロック線図	制御対象を表現する方法として，ブロック線図を理解できる．
		4週	ブロック線図	複雑なブロック線図を簡単化できる．
		5週	周波数応答	制御対象の応答を，入力信号の周波数に着目して考えることができる．
		6週	周波数応答	正弦波入力に対しては応答も正弦波となる事が多いが，入力と比べると振幅と位相が変化することを理解できる．
		7週	ボード線図	「振幅・位相の変化量」対「周波数」の関係をボード線図に表すことができる．
		8週	ボード線図	「振幅・位相の変化量」対「周波数」の関係をボード線図に表すことができる．
	4thQ
		9週	ボード線図	「振幅・位相の変化量」対「周波数」の関係をボード線図に表すことができる．
		10週	ベクトル軌跡	「振幅・位相の変化量」対「周波数」の関係をベクトル軌跡に表すことができる．
		11週	ラウスの安定判別法	ラウスの方法を使って，系の伝達関数からその安定性を検討し，また，系の安定性を判別できる．
		12週	フルビッツの安定判別法	フルビッツの方法を使って，系の伝達関数からその安定性を検討し，また，系の安定性を判別できる．
		13週	ナイキストの安定判別法	ナイキストの方法を使って，系の伝達関数からその安定性を検討し，また，系の安定性を判別できる．
		14週	過渡特性・定常特性	過渡特性と定常特性の考え方を理解し，制御対象が望ましい性能を持つかどうかを評価するいくつかの手法を理解できる．
		15週	制御系の設計・総まとめ	制御対象が望ましい性能を持たない時，その応答特性を改善する手法を理解できる．
		16週

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	制御系の過渡特性について説明できる。	4

評価割合

	試験	提出課題	合計
総合評価割合	80	20	100
基礎的能力	0	0	0
専門的能力	80	20	100