到達目標
1.自動制御の概念が理解できる
2.線形モデルを作成できる
3.ラプラス変換を応用することができる
4.システムをブロック線図で図示できる
5.システムの時間応答を図示し，過渡特性を解析できる
6.システムの安定性を理解し，判別できる
7.フィードバック制御システムが理解できる
8.システムの定常特性を求めることができる
9.システムの周波数応答をベクトル軌跡で図示，解析できる
10.システムの周波数応答をボード線図で図示，解析できる
11.システムのロバスト性ついて理解できる
12.フィードバック制御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 |
| 評価項目1 | 自動制御を理解できている | 自動制御の概念が理解できる | 自動制御の概念が理解できていない |
| 評価項目2 | 任意の線形モデルを作成できる | 線形モデルを作成できる | 線形モデルを作成できない |
| 評価項目3 | 自在にラプラス変換と逆変換を適応できる | ラプラス変換を応用することができる | ラプラス変換を応用することができない |
| 評価項目4 | 任意のシステムをブロック線図で図示できる | システムをブロック線図で図示できる | システムをブロック線図で図示できない |
| 評価項目5 | システムの時間応答を図示し，過渡特性を解析できる | システムの時間応答を理解できる | システムの時間応答を理解できていない |
| 評価項目6 | システムの安定性を理解し，判別できる | システムの安定性を理解できる | システムの安定性を理解できない |
| 評価項目7 | フィードバック制御システムを組み上げることができる | フィードバック制御システムの仕組みが理解できる | フィードバック制御システムの仕組みが理解できていない |
| 評価項目8 | 任意のシステムの定常特性を求めることができる
| 任意のシステムの定常特性が理解できる | 任意のシステムの定常特性が理解できていない |
| 評価項目9 | システムの周波数応答をベクトル軌跡で図示，解析できる | システムの周波数応答をベクトル軌跡が理解できる | システムの周波数応答をベクトル軌跡が理解できていない |
| 評価項目10 | システムの周波数応答をボード線図で図示，解析できる | システムの周波数応答をボード線図を理解できる | システムの周波数応答をボード線図を理解できていない |
| 評価項目11 | システムのロバスト性について評価できる | システムのロバスト性について理解できる | システムのロバスト性について理解できていない |
| 評価項目12 | 自在にフィードバック制御システムの設計ができる | フィードバック制御システムの設計について理解できる | フィードバック制御システムの設計について理解できていない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
講義内容は３年のメカトロニクス基礎、４年のメカトロニクス応用からの発展的な内容になりますので，ブロック線図や伝達関数など基本的な部分をしっかりと復習しておくようにしてください．
授業の進め方・方法:
基本的に講義形式で行い，時より質疑応答を行う．また，レポートを定期的に出題する．
注意点:
この科目は学修単位科目であるので、（90時間－講義時間）以上の自学自習を
必要とする。したがって、科目担当教員が課した課題の内、｛(90時間－講義時間)
×3/4｝時間以上に相当する課題提出がないと単位を認めない
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
制御の基礎概念(導入) |
1
|
| 2週 |
動的システムの表現 |
2,3
|
| 3週 |
機械系 |
2,3
|
| 4週 |
電気系・線形システム |
2,3
|
| 5週 |
水位系・非線形システムの線形化 |
2,3
|
| 6週 |
伝達関数 |
2,3
|
| 7週 |
ブロック線図 |
2,3,4
|
| 8週 |
中間試験 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
過渡応答 |
5
|
| 10週 |
特性方程式・極・零点 |
5
|
| 11週 |
１次遅れ系の応答 |
5
|
| 12週 |
２次遅れ系の応答 |
5
|
| 13週 |
極と零点の影響 |
6
|
| 14週 |
動的システムの安定性 |
6
|
| 15週 |
ラウス＝フルビッツの安定判別法 |
6
|
| 16週 |
期末試験 |
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
フィードバック制御システム |
7
|
| 2週 |
感度特性・定常特性 |
7,8
|
| 3週 |
外乱の影響 |
8
|
| 4週 |
根軌跡 |
9
|
| 5週 |
周波数応答 |
9
|
| 6週 |
ベクトル軌跡 |
9
|
| 7週 |
ボード線図 |
10
|
| 8週 |
中間試験 |
|
| 4thQ |
| 9週 |
フィードバック制御系の安定性 |
9,10
|
| 10週 |
ナイキストの安定判別 |
6,9
|
| 11週 |
ゲイン余裕位相余裕 |
6,9,10
|
| 12週 |
フィードバック制御系のロバスト性 |
11
|
| 13週 |
制御系の設計法 |
12
|
| 14週 |
ＰＩＤ補償 |
12
|
| 15週 |
２自由度制御 |
12
|
| 16週 |
期末試験 |
|
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 | 機械系分野 | 計測制御 | 自動制御の定義と種類を説明できる。 | 4 | 前1 |
| フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 4 | 前1,後1,後14,後15 |
| 基本的な関数のラプラス変換と逆ラプラス変換を求めることができる。 | 4 | 前2,前3 |
| ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いて微分方程式を解くことができる。 | 4 | 前2,前4 |
| 伝達関数を説明できる。 | 4 | 前6 |
| ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 4 | 前6,前7 |
| 制御系の過渡特性について説明できる。 | 4 | 前9,前10,前11,前12,前13,後2,後3 |
| 制御系の定常特性について説明できる。 | 4 | 後1,後2,後3 |
| 制御系の周波数特性について説明できる。 | 4 | 後5,後6,後7 |
| 安定判別法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。 | 4 | 前13,前14,前15,後4,後9,後10,後11,後12 |
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 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |