到達目標
1.制御対象を伝達関数表現、ブロック線図により表現できる。(A3)
2.時間応答・周波数応答を求めることができる。(A3)
3.制御対象の安定性について求めることができる。(A3)
4.古典制御理論に基づいてフィードバック制御系が設計できる。(A3)
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
(到達目標1) | 制御対象を伝達関数・ブロック線図により表現できる。 | 制御対象を伝達関数により表現できる。 | 制御対象の伝達関数により表現できない。 |
評価項目2
(到達目標2,3) | 制御対象の特性を求めることができ、複数の指標から制御対象の特性を評価できる。 | 制御対象の特性を求めることができる。 | 制御対象の特性を求めることができない。 |
評価項目3
(到達目標4) | 古典制御理論の内容を確認でき、それを制御系設計に応用できる。 | 古典制御理論の内容を確認できる。 | 古典制御理論の内容を確認できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-3
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JABEE b
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JABEE d
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JABEE e
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教育方法等
概要:
古典制御理論を用いて制御系を設計する手法について学習する。また、簡単な実験を通して学んだ制御理論の内容について理解する。
授業の進め方・方法:
予備知識:基本的な微分積分、及び、基本的な電気回路の内容を理解しておくこと。
講義室:大講義室,4S教室
授業形式:講義と演習
学生が用意するもの:ノートPC、または、タブレットPC等の情報端末、ノート、関数電卓
事前・事後学習:この科目は学修単位科目のため,事前・事後学習としてレポートやオンラインテストを実施することもある。
注意点:
評価方法:試験(前期中間・前期定期)の平均点を80%、演習・課題等を20%で評価し、60点以上を合格とする。
自己学習の指針:毎回の授業で自習課題を課すので、自分で解けるようにすること。試験時には、例題及び自習課題を理解できていること。これらの自己学習は2時間以上が望ましい。
オフィスアワー:水曜日、金曜日の 16:00-17:00(これ以外の時間でも在室時はいつでも対応可)
備考:各試験の成績不振者に対する追試は,その試験の平均点の30%以上の学生に限る。演習・課題の未提出者、ノートの未提出者には、追試を行わない。再試験は、前後期に実施した全範囲から出題する。
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 |
前期 |
1stQ |
1週 |
制御理論の歴史とモデリング |
制御理論の発展の歴史について説明できる。電気回路を微分方程式で表現できる。
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2週 |
ラプラス変換と伝達関数 |
数学モデルを伝達関数により表現できる。微分方程式を伝達関数で表現できる。
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3週 |
ブロック線図 |
ブロック線図により伝達関数を表現できる。ブロック線図を簡単化できる。
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4週 |
時間応答1 |
基本要素、一次遅れ系の応答について説明できる。
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5週 |
時間応答2 |
二次遅れ系の応答について説明できる。
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6週 |
ボード線図1 |
ボード線図(基本3要素、1次遅れ系)を描くことができる。
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7週 |
ボード線図2、演習課題の実施 |
ボード線図(2次遅れ系)を描くことができる。これまでの学習内容の理解度を演習課題により確認する。
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8週 |
後期中間試験 |
これまでの学習内容の理解度を試験により確認する。
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2ndQ |
9週 |
ベクトル軌跡 |
ベクトル軌跡(基本3要素、1次・2次遅れ系)を描くことができる。
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10週 |
制御系の安定性・ラウスの安定判別 |
制御系の安定性と極の関係について調べることができる。ラウスの安定判別法により安定性を調べることができる。
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11週 |
フルビッツの安定判別・ナイキストの安定判別 |
フルビッツの安定判別法、ナイキストの安定判別法により安定性を調べることができる。
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12週 |
安定余裕・フィードバック系の過渡特性 |
制御系の安定余裕を調べることができる。フィードバック制御系の過渡特性を調べることができる。
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13週 |
フィードバック系の定常特性・位相進み補償器の設計 |
フィードバック制御系の定常特性を調べることができる。位相進み補償器を設計できる。
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14週 |
位相遅れ補償器の設計・PID制御系の設計 |
位相遅れ補償器を設計できる。PID制御系を設計できる。
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15週 |
演習課題の実施 |
これまでの学習内容の理解度を演習課題により確認する。
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16週 |
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評価割合
| 課題 | 試験 | | | | | 合計 |
総合評価割合 | 20 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 20 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |