概要:
制御工学Ⅱの前期は、制御工学Ⅰの「古典制御」を発展させた「現代制御」の基本を学ぶ。現代制御は、時間領域をそのまま状態方程式という行列表現に移して制御系設計を行う手法であり、多入力多出力システムであるロボットを操る基礎理論となっている。
制御工学Ⅱの後期は制御機器がネットワーク上に設置されている製造現場で必要なOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。インターネットやコンピュータを安全に使用できる技術がIT(Information Technology)セキュリティであるが、産業用制御システムを安全に使用できるOTセキュリティが近年重要となってきている。
授業の進め方・方法:
前期の授業は教科書「演習で学ぶ現代制御理論」に沿って基本的に進められる。 授業後、授業内容の課題が出される。
後期の授業はK-SEC(KOSEN Security Educational Community)で開発された制御セキュリティ教材に沿って基本的に進められる.レポート課題が出される。
注意点:
試験の成績を70%,平素の学習状況等(課題・小テスト・レポート等を含む)を30%の割合で総合的に評価する。学期毎の評価は中間と期末の評価の平均,学年の評価は前学期と後学期の評価の平均とする。なお,後学期中間の評価は前学期中間,前学期末,後学期中間の各期間の評価の平均とする。技術者が身につけるべき専門基礎として,到達目標に対する達成度を試験等において評価する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
1.状態方程式:状態方程式によるシステムの記述法を学ぶ。 |
1.状態方程式:状態方程式によるシステムの記述ができる。
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2週 |
1.状態方程式:状態方程式によるシステムの記述法を学ぶ。 |
1.状態方程式:状態方程式によるシステムの記述ができる。
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3週 |
2.システムの応答と安定性:状態遷移行列,固有値について学ぶ。 |
2.システムの応答と安定性:状態遷移行列と固有値が,システムの応答と安定性にどのように関わるか説明できる。
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4週 |
2.システムの応答と安定性:状態遷移行列,固有値について学ぶ。 |
2.システムの応答と安定性:状態遷移行列と固有値が,システムの応答と安定性にどのように関わるか説明できる。
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5週 |
3.可制御性①:座標変換行列による行列の対角化について学ぶ。 |
3.可制御性①:座標変換行列による行列の対角化ができる。
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6週 |
3.可制御性①:座標変換行列による行列の対角化について学ぶ。 |
3.可制御性①:座標変換行列による行列の対角化ができる。
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7週 |
4.可制御性②:可制御性行列と行列のランクによる,可制御と不可制御の判別について学ぶ。 |
4.可制御性②:可制御性行列と行列のランクにより,可制御と不可制御の判別ができる。
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8週 |
項目1~4の復習 |
項目1~4をまとめることができる
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2ndQ |
9週 |
4.可制御性②:可制御性行列と行列のランクによる,可制御と不可制御の判別について学ぶ。 |
4.可制御性②:可制御性行列と行列のランクにより,可制御と不可制御の判別ができる。
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10週 |
5.極配置法:状態フィードバック,直接法による極配置,可制御正準形,アッカーマン法による極配置を学ぶ。 |
5.極配置法:直接法による極配置,可制御正準形,アッカーマン法による極配置により状態フィードバック系を設計できる。
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11週 |
5.極配置法:状態フィードバック,直接法による極配置,可制御正準形,アッカーマン法による極配置を学ぶ。 |
5.極配置法:直接法による極配置,可制御正準形,アッカーマン法による極配置により状態フィードバック系を設計できる。
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12週 |
5.極配置法:状態フィードバック,直接法による極配置,可制御正準形,アッカーマン法による極配置を学ぶ。 |
5.極配置法:直接法による極配置,可制御正準形,アッカーマン法による極配置により状態フィードバック系を設計できる。
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13週 |
6.サーボ系:サーボ系の構造,拡大系によるサーボ系設計を学ぶ。 |
6.サーボ系:サーボ系の構造を考慮して,拡大系によるサーボ系設計が出来る。
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14週 |
6.サーボ系:サーボ系の構造,拡大系によるサーボ系設計を学ぶ。 |
6.サーボ系:サーボ系の構造を考慮して,拡大系によるサーボ系設計が出来る。
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15週 |
項目4~6の復習 |
項目4~6をまとめることができる。
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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2週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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3週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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4週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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5週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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6週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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7週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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8週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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4thQ |
9週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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10週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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11週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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12週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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13週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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14週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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15週 |
7.制御セキュリティ教材によるOT(Operational Technology)セキュリティを学ぶ。 |
7.OT(Operational Technology)セキュリティの基礎を習得できる。
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16週 |
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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 | |
フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 4 | |
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 | |
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 | |
伝達関数を説明できる。 | 4 | |
ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 4 | |
制御系の過渡特性について説明できる。 | 4 | |
制御系の定常特性について説明できる。 | 4 | |
制御系の周波数特性について説明できる。 | 4 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
システムの定常特性について、定常偏差を用いて説明できる。 | 4 | |
システムの周波数特性について、ボード線図を用いて説明できる。 | 4 | |
フィードバックシステムの安定判別法について説明できる。 | 4 | |