到達目標
1. 状態フィードバックにより閉ループ系を安定化できる。
2. オブザーバにより状態変数を推定できる．
3. 出力を目標値に追従させるサーボ系を構成できる。
4. ファジィ推論による制御系を構成できる。
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 |
| 1. 状態フィードバックによる閉ループ系の安定化 | 状態フィードバックにより閉ループ系を安定化する方法を理解し、説明できる。それを用いて問題を解くことができる。 | 状態フィードバックにより閉ループ系を安定化する方法を理解し、説明できる。 | 状態フィードバックにより閉ループ系を安定化する方法を理解できず、説明できない。それを用いて問題を解くことができる。 |
| 2. オブザーバによる状態変数の推定 | 状態量を推定するオブザーバを構成する方法を理解し、説明できる。それを用いて問題を解くことができる。 | 状態量を推定するオブザーバを構成する方法を理解し、説明できる。 | 状態量を推定するオブザーバを構成する方法を理解できず、説明できない。それを用いて問題を解くことができる。 |
| 3. 出力を目標値に追従させるサーボ系の構成 | 出力を目標値に追従させるサーボ系を構成する方法を理解し、説明できる。それを用いて問題を解くことができる。 | 出力を目標値に追従させるサーボ系を構成する方法を理解し、説明できる。 | 出力を目標値に追従させるサーボ系を構成する方法を理解できず、説明できない。それを用いて問題を解くことができる。 |
| 4. ファジィ推論による制御系の構成 | ファジィ推論による制御系の構成方法を理解し、説明できる。それを用いて問題を解くことができる | ファジィ推論による制御系の構成方法を理解し、説明できる。 | ファジィ推論による制御系の構成方法を理解できず、説明できない。それを用いて問題を解くことができる。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程の教育目標 (A)② 自主的・継続的な学習を通じて、基礎科目に関する問題を解くことができる。
準学士課程の教育目標 (B)① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
専攻科教育目標、JABEE学習教育到達目標 SA② 自主的・継続的な学習を通じて、共通基礎科目に関する問題を解決できる。
専攻科教育目標、JABEE学習教育到達目標 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。
教育方法等
概要:
機械システム、電気システム、科学システムなど種々のシステムを制御するための統一的な制御系設計法として現代制御理論が広く用いられるようになっている。
本科目では動的システムの特性解析、制御系設計などの現代制御理論の基礎について学習し、現代制御理論に基づく制御系の設計を行う能力を身に着けることを目的とする。
なお，全16週のうち，第13, 14週の授業は，企業で知的制御装置(ファジィ推論・制御)の開発を担当した者が担当する．
授業の進め方・方法:
制御理論Ⅰ、Ⅱ、システム制御理論Ⅰで学んだ内容をもとに、現代制御理論の基礎を学習する。
注意点:
ラプラス変換に加え、行列論が基本となるので、それらの復習をして講義に望んでもらいたい。
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 |
直接フィードバック制御 |
直接フィードバック制御による根軌跡を求めることができる。
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| 2週 |
可制御性 |
可制御性を調べることができる。可制御正準形に変換できる。
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| 3週 |
極配置 (1) |
状態フィードバック係数を直接法により求めることができる。
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| 4週 |
極配置 (2) |
状態フィードバック係数を可制御正準形，アッカーマンの方法により求めることができる。
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| 5週 |
可観測性 |
可観測性を調べることができる。可観測正準形に変換できる。
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| 6週 |
状態オブザーバの構造 |
同一次元オブザーバの構造を説明ができる。
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| 7週 |
状態オブザーバの設計 |
同一次元オブザーバを設計できる。
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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 |
試験解説
復習演習 |
中間試験の内容を解説により理解し，復習演習で理解を定着させる。
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| 10週 |
内部モデル原理 |
内部モデル原理を理解し，説明できる。
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| 11週 |
サーボ系の設計 (1) |
直列補償器により，サーボ系が設計できる。
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| 12週 |
サーボ系の設計 (2) |
積分器と状態フィードバックにより，l 形制御系を設計できる。
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| 13週 |
ファジィ推論 |
ファジィ推論の原理を理解し，説明できる。
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| 14週 |
ファジィ制御系 |
ファジィ推論に基づくファジィ制御系が設計できる。
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| 15週 |
定期試験 |
10～14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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| 16週 |
試験解説 |
期末試験の内容を解説により理解する。
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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 | 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 | |
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 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |