到達目標
1.制御系を伝達関数、ブロック線図などで表現できる。
2.制御系の時間応答・周波数応答について理解し、基本要素のボード線図等を描くことができる。
3.フィードバック制御系の安定性を判別でき、簡単なシステムの設計ができる。
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 | 未到達レベルの目安 |
| 到達目標1 | 運動方程式等の知識を活用し、より複雑な制御系を伝達関数やブロック線図で表現することができる。 | 基本要素および簡単な制御系を伝達関数やブロック線図で表現することができる。 | 基本要素および簡単な制御系を伝達関数やブロック線図で表現することができない。 |
| 到達目標2 | 制御系の時間応答、周波数応答を求めることができ、より複雑な制御系のボード線図を描くことができる。 | 基本要素の時間応答、周波数応答を示すことができ、簡単な制御系のボード線図を描くことができる。 | 基本要素の時間応答、周波数応答を示すことができず、基本要素のボード線図を描くことができない。 |
| 到達目標3 | 制御系の安定性を判別することができ、簡単なフィードバック制御系を設計することができる。 | 制御系の安定判別法について説明することができ、簡単な制御系の安定性を判別することができる。 | 制御系の安定判別法について説明することができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本講義では、制御工学の基礎として古典制御理論を用いた制御系設計に必要となる基本知識について理解することを目標とする。そのために、制御工学におけるシステムの表現方法としての伝達関数やブロック線図に関する講義を行い、さらに制御系設計に必要となるシステムの周波数応答特性、安定性などに関する講義を行う。
授業の進め方・方法:
本講義では、週当たり講義２コマ、補講２コマで実施する。補講では、講義内容の補足説明や演習問題等を解いてもらうため、補講も必ず出席すること。
注意点:
本科目は、数学・力学や電気回路に関する基本的知識を必要とする。必要に応じて他の科目の学習内容を復習しながら履修してほしい。
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 |
自動制御とは |
自動制御の概要を説明できる。
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| 2週 |
伝達関数とブロック線図 |
基本的なラプラス変換が行える。
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| 3週 |
伝達関数とブロック線図 |
基本要素の伝達関数、ブロック線図を説明できる。
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| 4週 |
時間応答 |
基本要素の時間応答を説明できる。
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| 5週 |
時間応答 |
基本要素のステップ応答を求めることができる。
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| 6週 |
極と安定性 |
システムの安定判別法を説明することができる。
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| 7週 |
制御系の構成と安定性 |
フィードフォワード制御とフィードバック制御の特徴を説明することができる。
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| 8週 |
制御系の構成と安定性 |
制御系の内部安定性について説明することができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
中間試験 |
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| 10週 |
PID制御 |
P制御、PI制御、PID制御の特徴を説明できる。
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| 11週 |
フィードバック制御系の定常特性 |
フィードバック制御系の定常特性および定常偏差の計算方法について説明することができる。
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| 12週 |
周波数特性の解析 |
システムの周波数応答について理解し、基本要素の周波数特性を説明することができる。
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| 13週 |
周波数特性の解析 |
周波数伝達特性とベクトル軌跡について説明することができる。
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| 14週 |
ナイキストの安定判別法 |
ナイキストの安定判別法について説明することができる。
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| 15週 |
ナイキストの安定判別法 |
ゲイン余裕および位相余裕について説明することができる。
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| 16週 |
期末試験答案返却 |
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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
| 定期試験 | 小テスト | レポート・課題 | 発表 | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 30 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 30 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |