到達目標
学習目的：あらゆる現象をラプラス変換による伝達関数を用いてモデル化する能力を習得する。また，基本的なフィードバック制御系の特性を評価する能力を習得する。
到達目標：
１．機械制御の基礎的な事柄を理解できる。
２．制御の概念を理解するとともに，制御系を数学的に表現し，その特性を解析できる。
ルーブリック
| 優 | 良 | 可 | 不可 |
| 評価項目1 | 実例を挙げて、フィードバック制御の基本的な考え方と構成要素を説明できる。 | フィードバック制御の基本的な考え方と構成要素を説明できる。 | フィードバック制御の基本的な考え方を説明できる。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目2 | 実在するシステムについて数式モデルを求めることができる。 | 簡単なシステムについて数式モデルを求めることができる。 | 基礎的な制御系の数式モデルを説明できる。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目3 | 要素が組み合わさった制御系の伝達関数を求めることができる。 | 基本的な要素の伝達関数を求めることができる。 | ラプラス変換を利用して微分方程式を解くことができる。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目4 | 複雑な系のブロック線図を表現でき，等価変換も行える。 | 伝達関数とブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 制御系のブロック線図を説明できる。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目5 | 制御の型と定常偏差の関係を考察できる。 | 制御系の過渡応答を計算できる。制御系の定常偏差を計算できる。 | 制御系の過渡応答を説明できる。制御系の定常特性についても説明できる。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目6 | 高次要素の２次遅れ系での近似ができる。 | ベクトル軌跡とボード線図を描くことができる。 | 制御系の周波数応答を計算できる。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目7 | ベクトル軌跡とボード線図において制御系の安定度を評価できる。 | 基本的な安定判別法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。 | 制御系の安定・不安定を説明できる。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目8 | 特性補償法によって制御系を設計でき，その効果を確認できる。 | ゲイン補償法と遅れ補償法の計算ができる。 | 特性補償法について説明できる。 | 左記に達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
一般・専門の別：専門
学習の分野：情報と計測・制御
必修・履修・履修選択・選択の別：必修
基礎となる学問分野：工学／機械工学／機械力学・制御
学科学習目標との関連：本科目は機械工学科学習目標「(2) エネルギーと流れ，材料と構造，運動と振動，設計と生産・管理，情報と計測・制御，機械とシステムに関する専門技術分野の知識を修得し，工学現象の解析や機械の設計・製作に応用できる能力を身につける。」に相当する科目である。
技術者教育プログラムとの関連：本科目が主体とする学習・教育到達目標は「（Ａ）技術に関する基礎知識の深化，A-2：｢材料と構造｣，｢運動と振動｣，「エネルギーと流れ」，「情報と計測・制御」，「設計と生産・管理」，「機械とシステム」に関する専門技術分野の知識を修得し，説明できること」である。
授業の概要：制御工学Ⅰでは，比較的やさしく理解しやすい古典制御理論に絞って，フィードバック制御の基礎事項を学ぶ。制御系を構成するためには，制御動作が制御対象にどのように影響を与えるのかを知る必要があり，伝達関数によって現象をモデル化し，応答特性を評価する方法を学ぶ。
授業の進め方・方法:
授業の方法：板書を中心に授業を進め，ラプラス変換，伝達関数，フィードバック制御系の特性，周波数応答特性，フィードバック制御系の安定性などの内容について詳しく解説する。
前期は制御系の伝達関数表現，後期は制御系の特性と安定性について学習する。
成績評価方法：４回の定期試験の結果を同等に評価する（100%）。なお，定期試験が60点未満の者に対し再試験を行う場合がある。この場合の成績評価は，定期試験70%＋再試験30%とするが60点を限度とする。試験の持込可能物品はその都度指示する。
注意点:
履修上の注意：学年の課程修了のために履修（欠席時間数が所定授業時間数の３分の１以下）が必須である。
履修のアドバイス：古典制御理論の知識は必要欠くことのできない常識の一つであり，さらにメカトロニクス，制御工学Ⅱ，応用制御工学へと発展するため，理解を深めることが必要である。
基礎科目：機械工学入門（１年），工業力学（３），機構学（３）など
関連科目：制御工学Ⅱ（５年），メカトロニクス（５），制御機器特論（専１），応用制御工学（専２）など
受講上のアドバイス：遅刻については，授業開始後１５分経過した時点で再度出席確認し，その時点で不在であればその日の授業時間全部を欠課扱いとする。
演習問題を通して理解を深めるが，毎回の予習・復習が大切である。
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 |
ガイダンス，概要〔自動制御とは〕 |
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| 2週 |
信号の伝達〔ブロック線図，ラプラス変換〕 |
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| 3週 |
ラプラス変換〔変換表，線形微分方程式の解法〕 |
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| 4週 |
ラプラス変換〔最終値・初期値の定理，伝達関数とラプラス変換〕 |
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| 5週 |
伝達関数〔伝達関数による表示，代表的な伝達関数〕 |
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| 6週 |
伝達関数〔２次遅れ系の伝達関数〕 |
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| 7週 |
演習問題 |
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| 8週 |
（前期中間試験） |
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| 2ndQ |
| 9週 |
答案返却と解説，ブロック線図〔伝達関数とブロック線図，等価変換〕 |
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| 10週 |
フィードバック制御系の過渡特性〔１次遅れ系の過渡応答〕 |
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| 11週 |
フィードバック制御系の過渡特性〔２次遅れ系の過渡応答〕 |
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| 12週 |
フィードバック制御系の過渡特性〔２次の標準形と振動特性〕 |
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| 13週 |
フィードバック制御系の定常特性〔定常偏差と制御の形〕 |
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| 14週 |
演習問題 |
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| 15週 |
（前期末試験） |
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| 16週 |
前期末試験の返却と解答解説，周波数応答〔ゲインと位相〕 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
周波数応答〔周波数伝達関数とゲインと位相〕 |
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| 2週 |
周波数応答〔ゲインと位相の計算方法〕 |
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| 3週 |
周波数応答〔ベクトル軌跡〕 |
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| 4週 |
周波数応答〔ボード線図〕 |
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| 5週 |
周波数応答〔１次遅れ系のボード線図，折れ線近似〕 |
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| 6週 |
周波数応答〔２次遅れ系のボード線図〕 |
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| 7週 |
演習問題 |
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| 8週 |
（後期中間試験） |
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| 4thQ |
| 9週 |
後期中間試験の返却と解説，フィードバック制御系の安定性〔安定判別〕 |
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| 10週 |
フィードバック制御系の安定性〔ナイキストの安定判別法，ボード線図による安定判別〕 |
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| 11週 |
フィードバック制御系の安定性〔安定度とその評価〕 |
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| 12週 |
フィードバック制御系の特性補償〔ゲイン補償法，遅れ補償法〕 |
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| 13週 |
フィードバック制御系の特性補償〔２次遅れ近似，特性補償の効果の確認〕 |
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| 14週 |
演習問題 |
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| 15週 |
（学年末試験） |
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| 16週 |
学年末試験の返却と解答解説 |
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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 |
評価割合
| 試験 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 |