到達目標
1.伝達関数を用いた須ステムの入出力が表現できる。
2.ブロック線図を用いたシステムの表現方法が理解できる。
3.システムの周波数応答および時間応答が理解できる。
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 |
時間領域で表現された関数から伝達関数を導くことができ、システムの入出力関係を理解している
| 伝達関数を用いたシステムの入出力を理解している
| 伝達関数を用いたシステムの入出力を理解していない |
評価項目2 | システムの信号の流れを理解した上で、ブロック線図を用いて表現することができる
| ブロック線図を用いてシステムを表現する方法を理解している | ブロック線図を用いたシステムの表現方法を理解していない |
評価項目3 | 周波数応答および時間応答の意味を理解しており、伝達関数からそれぞれの応答を算出することができる
| システムの周波数応答および時間応答を理解している
| システムの周波数応答および時間応答を理解していない
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学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
学習・教育到達度目標 C① 実験や実習を通じて、問題解決の実践的な経験を積む。
JABEE SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
JABEE SB② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解決できる。
JABEE SC① 専門工学の実践に必要な知識を深め、実験や実習を通じて、問題解決の経験を積む。
教育方法等
概要:
本授業は、企業で産業用ロボットの研究開発を担当していた教員が、その経験を活かし、古典制御理論に基づく基礎的理論およびフィードバック制御システムについて講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
身近な装置に関する話題を通じて制御システムに対する直観力を養う。例題や演習問題を使い、基礎的事項を習得する。
注意点:
電気回路学、電機機器学の知識を前提として講義を進めるため、基礎科目の理解を深めておくことが望ましい。
授業の属性・履修上の区分
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 |
伝達関数で何が分かるのか |
伝達関数を通じて時間応答および周波数応答が表現できることが理解できる
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2週 |
伝達関数の基本要素 |
伝達関数を構成する基本要素が理解できる
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3週 |
比例、微分、積分、むだ時間要素の時間応答 |
比例、微分、積分、むだ時間要素の時間応答が理解できる
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4週 |
一次遅れ要素の時間応答 |
一次遅れ要素の時間応答が理解でき、演習問題を解くことができる
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5週 |
二次遅れ要素の時間応答 |
二次遅れ要素の時間応答が理解できる
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6週 |
過渡特性 |
立ち上がり時間、行き過ぎ量などが理解できる
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7週 |
時間応答に関する演習 |
時間応答に関する演習問題を解くことができる
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8週 |
中間試験 |
1~7週までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る
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4thQ |
9週 |
周波数伝達関数 |
伝達関数と周波数伝達関数の関係が理解できる
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10週 |
基本要素のナイキスト線図による表現(微分、積分、むだ時間要素および一次遅れ要素) |
微分、積分、むだ時間、一次遅れ要素のナイキスト線図による表現が理解できる
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11週 |
基本要素のナイキスト線図による表現(二次遅れ要素および複雑な伝達関数) |
二次遅れ要素および複雑な伝達関数のナイキスト線図による表現が理解できる
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12週 |
基本要素のボード線図による表現(比例、微分、積分、むだ時間、一次遅れ要素) |
比例、微分、積分、むだ時間、一次遅れ要素のボード線図による表現が理解できる
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13週 |
基本要素のボード線図による表現(二次遅れ要素および複雑な伝達関数) |
二次遅れ要素および複雑な伝達関数のボード線図による表現が理解できる
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14週 |
周波数応答(表現)に関する演習 |
周波数応答に関する演習問題を解くことができる
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15週 |
9~14週の振り返りの演習 |
9~14週までの内容を確認させる
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16週 |
定期試験 |
9~14週までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る
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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 | 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 | 後2,後3,後4,後9,後13 |
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 | 後2,後3,後4,後10,後11,後12,後13,後14 |
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 | 後2,後6 |
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 | 後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
評価割合
| 試験 | 小テスト等 | 演習・レポート | 発表 | 相互評価 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 0 | 30 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 0 | 30 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |