到達目標
①ラプラス変換を用いて制御対象の伝達関数を求めることができる。
②ブロック線図を用いて制御対象の伝達関数を求めることができる。
③ラプラス逆変換等を用いて制御対象の伝達関数から過渡応答を計算することができる。
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 | 最低限の到達レベルの目安(可) | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 様々なラプラス変換の性質を駆使して、複雑な制御対象の伝達関数を求めることができる。 | 基本的なラプラス変換の性質を利用して、一般的な制御対象の伝達関数を求めることができる。 | ラプラス変換表を利用して、基本要素の伝達関数を求めることができる。 | 基本的なラプラス変換の計算ができない。また、ラプラス変換表を利用することができない。 |
評価項目2 | 様々なブロック線図の等価変換を駆使して、複雑な制御システムの伝達関数を表現することができる。 | 基本的なブロック線図の等価変換を利用して、単純な制御システムの伝達関数を表現することができる。 | 基本的なブロック線図の等価変換を利用して、伝達関数を表現することができる。 | ブロック線図の等価変換を利用することができない。 |
評価項目3 | 様々な制御対象の伝達関数を導出し、その過渡応答を計算によって求めることができる。 | 二次遅れ系の伝達関数を導出し、その過渡応答を計算によって求めることができる。 | 一次遅れ系の伝達関数を導出し、その過渡応答を計算によって求めることができる。 | 制御対象の伝達関数から、ラプラス逆変換を用いてその過渡応答が計算できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
第1学期開講
私たちの身の回りの工業製品は、その大半がコンピュータによって制御されており、その製造工程においても、コンピュータ制御された装置や機器が必要不可欠です。機器や装置などを意図した通りに動かすためには、その動きの性質を数学・物理学的に表現し、解析し、対象を制御する装置(コントローラ)を設計する必要があります。この講義では、制御工学の歴史と制御対象、その解析方法について学ぶとともに、3年次までに修得してきた数学や物理学が制御工学においてどのように使用されているのかを学びます。
授業の進め方・方法:
毎回、講義で使用するプリントを配布し、プリントに沿って教科書を参考にしながら授業を進めます。各授業では、講義中に実施する小テストに加えてレポート課題を課します。
注意点:
この講義では、まず、第3学年で習得した制御数学、ダイナミックシステムの内容をさらに深く学ぶため、これらの復習をしておく必要があります。講義ノート(プリント)を毎回配布しますが、教科書はもとより、以前の講義資料を頻繁に使用するので、ファイリングするなどして、全ての講義ノートを毎回持参して下さい。
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 |
序論 |
自動制御の歴史、基本構成、分類を理解できる。
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2週 |
ラプラス変換とラプラス逆変換を利用した微分方程式の解法 |
ラプラス変換・逆変換を利用して微分方程式を解くことができる。
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3週 |
伝達関数 |
重み関数と畳み込み積分、伝達関数の定義を理解できる。
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4週 |
過渡応答 |
一次遅れ系のインパルス応答とステップ応答の算出方法を理解できる。
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5週 |
過渡応答 |
二次遅れ系のインパルス応答とステップ応答の算出方法を理解できる
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6週 |
ブロック線図 |
ブロック線図によるシステムの表現を理解できる。
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7週 |
ブロック線図 |
ブロック線図の等価変換を用いてシステムの伝達関数を導出することができる。
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8週 |
期末試験 |
伝達関数、過渡応答、ブロック線図に関する計算ができる。
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2ndQ |
9週 |
答案返却・解答解説 授業改善アンケートの実施 |
試験問題の解説を通して、間違った箇所を正しく理解できる。
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10週 |
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11週 |
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12週 |
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13週 |
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14週 |
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15週 |
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16週 |
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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
| 期末試験 | 小テスト | レポート | 合計 |
総合評価割合 | 50 | 30 | 20 | 100 |
知識の基本的な理解 | 10 | 20 | 10 | 40 |
思考・推論・創造への適用力 | 20 | 5 | 10 | 35 |
汎用的技能 | 20 | 5 | 0 | 25 |
態度・志向性(人間力) | 0 | 0 | 0 | 0 |
総合的な学習経験と創造的思考力 | 0 | 0 | 0 | 0 |