到達目標
連続時間制御系と離散時間制御系の相違、Z変換とラプラス変換、パルス伝達関数について理解し、説明できること、また、基本的なコンピュータ制御システムの解析手法に関して理解することを到達目標とする。
2017年度前期で終了した科目(次年度から他の科目に変更)である。
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 |
| 離散時間制御システムの解析ができる | 離散時間制御システムの説明ができる | 離散時間制御システムの説明ができない |
| ディジタル制御系の安定性解析ができる | ディジタル制御系の安定性の説明ができる | ディジタル制御系の安定性の説明ができない |
| 状態空間法での制御系解析ができる | 状態空間法での制御系表現が理解できる | 状態空間法での制御系表現が理解できない |
学科の到達目標項目との関係
JABEE d-1
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到達目標 C 1
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教育方法等
概要:
※2017年度前期で終了した科目(次年度から他の科目に変更)である。
「制御工学」の知識を前提として、コンピュータ制御システムの解析法と設計法について座学と演習を通して修得していく。特に、コンピュータ制御システムの構成、Z変換とパルス伝達関数、状態空間法による解析について各授業項目を通して学ぶ。
授業の進め方・方法:
座学の講義と演習、質疑応答と演習・実験を行う。自宅での復習や課外でのレポート作成が成されていることを前提として講義を進める。適宜、Matlabを使用した演習を行い、理解を深める。
注意点:
2017年度前期で終了した科目(次年度から他の科目に変更)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 |
制御工学の復習 |
伝達関数、特性方程式、極と安定性の復習。
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2週 |
制御工学の復習 |
コンピュータ制御システムの構成とその解析・設計手順を習得する。
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3週 |
連続時間信号のサンプリング |
サンプリングの問題と量子化誤差、エリアシングについて習得する。
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4週 |
離散時間システム |
離散時間系の表現とパルス伝達関数について習得する。
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5週 |
離散時間システムの解析 |
状態空間モデル、可制御、可観測、安定性などについて習得する。
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6週 |
外乱モデル |
外乱のモデル化手法について習得する。
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7週 |
設計の概要 |
コンピュータ制御システムの設計法の様々な手法について習得する。
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8週 |
アナログ設計の翻訳 |
アナログ制御システムからの近似によりコンピュータ制御システムを設計する手法について習得する。
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2ndQ |
9週 |
状態空間法(1) |
状態フィードバック極配置に基づくレギュレータについて習得する。
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10週 |
状態空間法(2) |
オブザーバ、サーボ問題について習得する。
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11週 |
LabVIEW制御系解析 |
LabVIEWを使用したコンピュータ制御系設計を習得する。
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12週 |
LabVIEW制御系シミュレーション |
LabVIEWを使用したコンピュータ制御システムのシミュレーション手法を習得する。
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13週 |
LabVIEWによる制御実験(1) |
LabVIEWを使用した制御実験を体験する。
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14週 |
LabVIEWによる制御実験(2) |
LabVIEWを使用した制御実験を体験する。
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15週 |
期末試験 |
コンピュータ制御システムの解析法、設計法に関して、演習課題、及び演習からの類題を出題する。
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16週 |
まとめ |
試験の解答・解説を行う。
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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 | 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。 | 5 | |
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 | |
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。 | 5 | 前12 |
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。 | 5 | |
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。 | 5 | |
評価割合
| 試験 | レポート | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 10 | 0 | 10 |
専門的能力 | 70 | 20 | 90 |