到達目標
1. 基本的な関数のラプラス変換演算ができること。
2. 制御系の基本的要素について、伝達関数を導出できること。
3. 基本的要素の過渡応答を導出し、図示できること。
4. 制御系をブロック線図で表現し、等価変換できること。
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 | 基本的な関数のラプラス変換
及び、逆ラプラス変換ができ
る | 幾つかの関数について、ラプ
ラス変換及び、逆ラプラス変
換ができる | ラプラス変換及び、逆ラプラ
ス変換ができない |
| 評価項目2 | 制御系の基本的要素について、
伝達関数を導出できる | 基本的要素のうち比較的単純
なものについては、伝達関数
を導出できる | 伝達関数を導出できない |
| 評価項目3 | 基本的要素の過渡応答を導出
でき、それを図示できる | 基本的要素の過渡応答を導出
できるが、図示できない | 基本的要素の過渡応答を導出
できない |
| 評価項目4 | 制御系をブロック線図で表現
し、等価変換できる | 制御系をブロック線図で表現
できるが、等価変換ができな
い | 制御系をブロック線図で表現
できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気系、機械系、熱系などの制御システムにおける現象を解析する手法について学習する。具体的には、制御系を数学的に表現する為に必要なラプラス変換及び伝達関数、制御系の時間応答、ブロック線図を用いた制御系の記述方法、その変換方法について述べる。
授業の進め方・方法:
講義および問題演習を中心に授業を進める。前半は、ラプラス変換及び、それを用いた微分方程式の解法に重点を置くため、数学的な内容が多い。
この部分を理解する上では、基本的な三角関数及び指数関数の微分・積分ができることが重要であるため、理解が不十分と思われる部分は、自ら勉強し補っておくこと。前半の内容を踏まえて、具体的な制御系の記述方法を扱っていくが、単に数式を解くだけではなく、その数式の意味を理解できるよう努めて欲しい。
注意点:
事前学習としては、微分方程式、三角関数、複素数の勉強をしておくこと。三角関数・指数関数の微分・積分は特に重要である。
自己学習として、各種ラプラス変換、部分分数展開など、教科書やその他の書籍に記載されている問題を多く解いてみること。
t 空間とs 空間におけるそれぞれの数式に慣れるよう努めること。
この科目は学修単位科目(2単位)であり、総学修時間は90時間である。（内訳は授業時間30時間、自学自習時間60時間である。）単位認定には60時間に相当する自学自習が必須であり、この自学自習時間には、担当教員からの自学自習用課題、授業のための予習復習時間、理解を深めるための演習課題の考察時間、および試験準備のための学習時間を含むものとする。
本科目の区分
Webシラバスと本校履修要覧の科目区分では表記が異なるので注意すること。
本科目は履修要覧(p.9)に記載する「③選択必修科目」である。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
制御とは何か、役割と種類 |
1
|
| 2週 |
ラプラス変換 1 |
1
|
| 3週 |
ラプラス変換 2 |
1
|
| 4週 |
ラプラス変換 3 |
1
|
| 5週 |
ラプラス変換による微分方程式の解法 1 |
1
|
| 6週 |
ラプラス変換による微分方程式の解法 2 |
1
|
| 7週 |
中間試験 |
|
| 8週 |
試験返却とまとめ |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
制御系と伝達関数 |
2
|
| 10週 |
基本的要素の伝達関数 |
2
|
| 11週 |
制御系の数学的記述と時間応答 1 |
2,3
|
| 12週 |
制御系の数学的記述と時間応答 2 |
2,3
|
| 13週 |
制御系とブロック線図 |
4
|
| 14週 |
ブロック線図と等価変換 |
4
|
| 15週 |
期末試験 |
|
| 16週 |
試験返却とまとめ |
|
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。 | 4 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
| 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。 | 4 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
| 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。 | 4 | 前11,前12 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 提出物 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |