自動制御Ⅱ

科目基礎情報

学校 北九州工業高等専門学校 開講年度 2018
授業科目 自動制御Ⅱ
科目番号 0174 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 機械工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材
担当教員 滝本 隆

到達目標

1. 制御系の応答(過渡応答,周波数応答,定常特性)について説明できる。
2. 安定判別手法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。
3. PID制御を用いたフィードバック制御系の設計ができる。

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制御系の応答(過渡応答,周波数応答,定常特性)について説明でき、具体的な制御系の応答を導出できる。制御系の応答(過渡応答,周波数応答,定常特性)について説明できる。制御系の応答について説明できない。
評価項目2具体的な例題において、安定判別手法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。安定判別手法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。安定判別手法を用いて制御系の安定・不安定を判別できない。
評価項目3制御性能を考慮しつつ、PID制御を用いたフィードバック制御系の設計ができる。PID制御を用いたフィードバック制御系の設計ができる。PID制御を用いたフィードバック制御系の設計ができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
本授業では、古典制御で代表的な制御法のPID制御を理解することを目的とする。まず、4学年で学習した自動制御Iに続く内容である制御系の応答・安定性について説明する。次に、PID制御によるフィードバック制御系設計法について解説する。
授業の進め方と授業内容・方法:
PID制御は広く用いられている制御法なので、制御系設計の構築やパラメータのチューニング法などを実例を挙げて説明する。数学表現、計算法については講義の進展に合わせて演習・課題を与える。教科書だけでなく、webに公開している資料をもとに授業を進める。
注意点:
4学年で学習した自動制御Iに続く内容であるため十分に復習しておくこと。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 ガイダンス・復習 計測・制御について復習する。センサー、伝達関数、ブロック線図について説明できる。
2週 過渡応答 インパルス入力やステップ入力を説明できる。
3週 過渡応答 インパルス入力やステップ入力に対して、その応答を図表化して動作特性を説明できる。
4週 周波数応答 周波数応答について説明できる。
5週 ボード線図 システム解析手法としてボード線図を作成することができる。
6週 制御系の安定性 安定性の定義について説明できる。
7週 極と応答 システムの極の位置と応答の関係について説明できる。
8週 中間試験
9週 安定判別法 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いてシステムの安定・不安定を判別できる。
10週 定常特性 システムの定常特性を分析することができる。
11週 フィードバック制御とセンサについて フィードバック制御系に必要なセンサについて説明できる。
12週 フィードバック制御系設計(1) フィードバック制御系設計ができる。
13週 フィードバック制御系設計(2) フィードバック系の構成とPID制御による制御系設計法について説明できる。
14週 演習 古典制御および現代制御の制御系設計ができる。
15週 期末試験
16週 期末試験内容の解説 期末試験の内容を理解する。

評価割合

試験課題相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80200000100
基礎的能力0000000
専門的能力80200000100
分野横断的能力0000000