到達目標
1. PID 制御の各特性を説明できる。SA①SB②SD①②
2. 制御系の周波数特性について説明できる。SA①SB②SD①②
3. 安定判別法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。SA①SB②SD①②
4. 極配置制御設計、2自由度制御設計が理解できる。SA①SB②SD①②
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 | PIDのそれぞれのボード線図を描き、特徴を説明できる。 | P(比例)、I(積分)、D(微分)の特徴を説明できる。 | フィードバック制御について理解している。 |
評価項目2 | ボード線図をみて、特性を説明できる。 | ボード線図を描くことができる。 | 振幅・位相と実部・虚部の関係を説明できる。 |
評価項目3 | 安定判別法の意味を理解し、説明できる。 | 様々な安定判別法を説明できる。 | 安定判別法によって安定判別できる。 |
評価項目4 | 極配置設計、2自由度制御の設計ができる。 | 極配置設計、2自由度制御の式で説明ができる。 | 極配置設計、2自由度制御の説明ができない。 |
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、制御における物理的意味と、機械・電気・化学工学における制御応用と設計について理解すること
を目的とする。授業では、環境エネルギー問題に対応するプロセス制御・サーボのフィードバック制御について,PID制御,位相遅れ・進み補償,極配置設計,フィードフォワード制御,2自由度制御の設計法について講義と演習を行う。
授業の進め方・方法:
制御設計をするための理論を修得するための講義を行う。数学の基礎知識、微分方程式、機械の運動方程式などの基礎理論が必要である。
注意点:
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
フィードバック制御の概要 |
フィードバック制御を説明できる。
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2週 |
比例制御の特徴と役割 ロボット制御への応用 |
比例制御の意味を説明できる。
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3週 |
比例積分制御の特徴と役割 ロボット制御への応用 |
比例積分制御の意味を説明できる。
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4週 |
比例微分制御の特徴と役割 ロボット制御への応用 |
比例微分制御の意味を説明できる。
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5週 |
特性方程式と極 |
特性方程式と極の意味を説明できる。
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6週 |
安定判別 |
安定判別の意味を説明でき、いくつかの方法で判別できる。
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7週 |
零点の役割 |
零点の意味を説明できる。
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8週 |
内部安定 |
内部安定の説明ができる。
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4thQ |
9週 |
極零点消去 |
極零点消去と内部安定の関係を説明できる。
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10週 |
極配置設計 |
極配置設計ができる。
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11週 |
フィードフォワード制御 |
フィードフォワード制御の役割を説明できる。
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12週 |
2自由度制御の設計法 |
2自由度制御の設計ができる。
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13週 |
課題内容の解説 |
課題内容を理解できる。
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14週 |
課題についての調査 |
課題内容について調査ができる。
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15週 |
課題調査内容の発表 |
口頭発表ができる。
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16週 |
学年末試験 |
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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。 | 5 | 後1 |
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。 | 5 | 後1,後2 |
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。 | 5 | 後7 |
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。 | 5 | 後3 |
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。 | 5 | 後2,後3,後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。 | 5 | 後5,後6,後9,後10 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |