システム制御工学

科目基礎情報

学校	香川高等専門学校	開講年度	令和04年度 (2022年度)
授業科目	システム制御工学
科目番号	7032	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電子情報通信工学専攻（2023年度以前入学者）	対象学年	専2
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	杉江俊治，藤田政之著　「フィードバック制御入門」 コロナ社
担当教員	小野 安季良

到達目標

フィードバック制御理論について講義と演習を行い，対象となるシステムの特性を把握でき，フィードバック制御系が設計できることを目標とする。

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
伝達関数の極から、システムの安定性を判別できる	伝達関数の極を求め、システムの安定性を判別できる。	伝達関数の極が分かれば、システムの安定性を判別できる。	伝達関数の極が分かっても、システムの安定性を判別できない。
ボード線図を描くことができる	複雑な系のボード線図を描くことができる。	簡単な系のボード線図を描くことができる。	簡単な系のボード線図を描くことができない。
フィードバック制御系の安定性を判別できる	一巡伝達関数からフィードバック制御系の安定性を判別できる。	一巡伝達関数のベクトル軌跡が分かれば、フィードバック制御系の安定性を判別できる。	一巡伝達関数のベクトル軌跡が分かっても、フィードバック制御系の安定性を判別できない。

教育方法等

概要:

最近制御工学の応用範囲がますます広がり，その基本的知識がエンジニアにとって必須のものになっている。本授業では，フィードバック制御理論について講義と演習を行い，対象となるシステムの特性を把握でき，フィードバック制御系が設計できることを目標とする。

授業の進め方・方法:

教科書に基づき，フィードバック制御理論について講義を行う。その際，具体的なイメージが湧くように簡単な電気回路や機械系の例を挙げて解説する。また，学習項目での過渡応答や周波数応答では，応用数学のラプラス変換や複素数に関する知識が不可欠であり，復習をしながら学習を進める。

注意点:

オフィスアワー：毎週木曜日 16:00～17:00　
総授業時間数の３分の１を超えて欠課した場合，評価は０点とする。なお，遅刻３回で欠課１時間とみなす。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	フィードバック制御とは	フィードバック制御の概念を理解する。D2:2
		2週	ダイナミカルシステムの表現	簡単な電気回路や機械系の例で、制御対象を微分方程式で記述できる。D2:3
		3週	伝達関数	制御対象の入出力関係に着目し，伝達関数でシステムが記述できる。D2:3
		4週	ラプラス変換による応答解析	微分方程式と初期条件が与えられたとき、ラプラス変換を用いて、微分方程式を解くことができる。D2:3
		5週	ブロック線図	ブロック線図の基本単位を理解し、複雑な系のブロック線図を簡単化できる。D2:2
		6週	過渡応答（インパルス応答・ステップ応答）	インパルス応答、ステップ応答を理解する。D2:2
		7週	過渡応答（１次系）	１次系のインパルス応答、ステップ応答を理解し、時定数と応答波形の概形を対応付けることができる。D2:2
		8週	過渡応答（２次系）	２次系の伝達関数のパラメータと応答波形の概形を対応付けることができる。D2:2
	2ndQ
		9週	安定性（極・零点）	極の位置から安定性を判別できる。D2:3
		10週	安定性（ラウスの安定判別法、フルビッツの安定判別法）	ラウスの安定判別法、フルビッツの安定判別法を用いて、システムの安定性を判別できる。D2:2
		11週	周波数応答（ベクトル軌跡）	周波数応答とは何かを説明でき、制御系の基本（積分系、１次系など）のベクトル軌跡を描くことができる。D2:2
		12週	周波数応答（ボード線図）	制御対象のボード線図を描くことができる。D2:3
		13週	フィードバック制御系の内部安定性	システムの内部安定性について説明できる。D2:1
		14週	ナイキストの安定判別法，ゲイン余裕，位相余裕	一巡伝達関数からフィードバック制御系の安定性を判別できる。D2:1
		15週	前期末試験
		16週	試験問題の解答

評価割合

	試験	発表	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	70	0	0	0	0	30	100
基礎的能力	20	0	0	0	0	0	20
専門的能力	50	0	0	0	0	30	80
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0