制御工学

科目基礎情報

学校	米子工業高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	制御工学
科目番号	0080	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電気情報工学科	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	森　泰親 「演習で学ぶ基礎制御工学」森北出版
担当教員	築谷 隆雄,権田 英功

到達目標

制御工学技術はあらゆる産業分野に導入されており，特に電気技術者は制御工学の基礎理論を熟知することは必要不可欠である．本講義では，ラプラス変換やフィードバック制御などの演習を通じて，制御工学の基礎である「古典制御理論」を中心に解説する．この講義を通じて，「技術者としての基礎力」を養う．
1.伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる
2.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
3.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.システムの定常特性について、定常偏差を用いて説明できる
5.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
6.フィードバックシステムの安定判別法について説明できる

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	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	伝達関数を用いたシステムの入出力表現が説明できる。	伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。	伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができない。
評価項目２	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。	ブロック線図を用いたシステムの表現が理解できる。	ブロック線図を用いたシステムの表現が理解できない。
評価項目３	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理解できる。	システムの過渡特性について、ステップ応答を用いて理解できない。
評価項目４	システムの定常特性について、定常偏差を用いて説明できる。	システムの定常特性について、定常偏差を用いて理解できる。	システムの定常特性について、定常偏差を用いて理解できない。
評価項目５	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とボード線図の関係が理解できる。	システムの周波数特性とボード線図の関係が理解できない。
評価項目６	フィードバックシステムの安定判別法について説明できる。	フィードバックシステムの安定判別法について理解できる。	フィードバックシステムの安定が判別できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A-1

JABEE d1

教育方法等

概要:

制御工学技術はあらゆる産業分野に導入されており，特に電気技術者は制御工学の基礎理論を熟知することは必要不可欠である．本講義ではラプラス変換，フィードバック制御などの演習を通じて，制御工学の基礎である「古典制御理論」を中心に解説する．この講義を通じて，「技術者としての基礎力」を養う．

授業の進め方・方法:

座学中心に進めるが，応用力を養うため適宜演習を行う．対数，複素数，微積分，ラプラス変換などの微分方程式を含めた数学的手法を用いることが多いので，数学の復習が必要である．質問は，授業終了後，および放課後に受ける．
また，次のような自学自習を60時間以上行うこと．
　・授業内容を理解するため，予め配布したプリントや教科書で予習する．
　・授業内容の理解を深めるため，復習を行う．
　・課題を与えるので，レポートを作成する．
　・定期試験の準備を行う．

注意点:

質問等は講義終了時に受け付ける。詳しい説明等が必要な場合にはそのときに申し込むこと。
演習課題を十分こなすことで、理解を深めること。

授業の属性・履修上の区分

遠隔授業対応

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス，制御工学概論（制御要素と伝達関数）	制御システムの概論と，制御要素と伝達関数について説明できる． システム・ダイヤグラムを用いた表現法を理解する．
		2週	ラプラス変換・逆ラプラス変換と過渡応答・１	システムの過渡応答につい理解する． 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。
		3週	ラプラス変換・逆ラプラス変換と過渡応答・２	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週	伝達関数とブロック線図・１	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。
		5週	伝達関数とブロック線図・１	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。
		6週	周波数伝達関数・１	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。
		7週	周波数伝達関数・１	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。
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	ベクトル軌跡，ボード線図，ゲイン-位相曲線・１	システムの周波数特性について、ボード線図やベクトル軌跡を用いて説明できる。
		10週	ベクトル軌跡，ボード線図，ゲイン-位相曲線・２	システムの周波数特性について、ボード線図やベクトル軌跡を用いて説明できる。
		11週	フィードバックシステムの応答・１	フィードバックシステムの制御要素と伝達関数について説明できる．
		12週	フィードバックシステムの応答・２	フィードバックシステムの制御要素と伝達関数について説明できる．
		13週	システムの安定判別	フィードバックシステムの安定判別法について説明できる。
		14週	フィードバックシステムの設計	システムの定常特性について、定常偏差を用いて説明できる。
		15週	試験
		16週	復習

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。	3	前3
				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。	3	前1,前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。	3	前2,前3
				システムの定常特性について、定常偏差を用いて説明できる。	3	前1,前15
				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。	3	前1,前6,前7,前9,前10,前11
				フィードバックシステムの安定判別法について説明できる。	3	前1,前14,前15

評価割合

	試験	演習	相互評価	態度	ポートフォリオ	レポート	合計
総合評価割合	100	0	0	0	0	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	100	0	0	0	0	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0