制御システム

科目基礎情報

学校 熊本高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 制御システム
科目番号 0155 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 生物化学システム工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 1
教科書/教材 「基礎システム制御工学」 土谷武士・江上正 共著 森北出版
担当教員 池田 直光

到達目標

1. 自動制御の基本概念が理解できる。
2. フィードバック制御の基礎的な事項が理解できる。
3. システムの安定な制御について理解できる。
4. PID制御について理解できる。

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
1. 自動制御の基本概念が理解できる。対象とするシステムの性質や特性を調べた上で、それを希望通りに制御するための制御系の構成法など、その基本概念について説明することができる。与えられたシステムを希望通りに制御するために必要な制御系の構成法など、その基本概念について説明することができる。与えられたシステムを希望通りに制御するために必要な制御系の構成法など、その基本概念について説明することができない。
2. フィードバック制御の基礎的な事項が理解できる。フィードバックによる制御法について、より詳細な原理や動作,特性を説明することができる。フィードバックによる制御法について、その基本的な原理や動作を説明することができる。フィードバックによる制御法について、その基本的な原理や動作を説明することができない。
3. システムの安定な制御について理解できる。システムの安定な制御について、その基本的な原理に従って、いくつかの判定法について説明できる。システムの安定な制御について、その基本的な原理や判定法について説明できる。システムの安定な制御について、その基本的な原理や判定法について説明できない。
4. PID制御について理解できる。 PID制御について、より詳細な原理や動作、特性を説明することができる。 PID制御について、その基本的な原理や動作について説明することができる。 PID制御について、その基本的な原理や動作について説明することができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
自動制御の技術は作られたものをうまく働かせるために必要であり、様々な産業分野において重要な技術となっている。本講義では、対象とするシステムの性質や特性を調べた上で、それを希望通りに制御するための制御系の構成方法を学ぶ。まず、フィードバック制御系の基礎的事項の考え方を理解させた後、システムの表現法、制御系の特性や安定性の評価などについて講義する。化学装置の安定な制御など、本学科の関係する具体例を想定して講義する。
授業の進め方・方法:
自動制御のイメージがつかめるように、具体的な制御の例をできるだけ多く示して授業を進めていきたい。説明には数式が必要になるので、例題を多く取り入れていく。
注意点:
事前に実施内容についての概要を確認しておく。授業後は内容を再度見直して、自分の力だけで課題に取り組んでみる。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 制御システムとは 自動制御の概要を理解する
2週 フィードバック制御の具体例 自動制御の中心となるフィードバック制御について具体的な使用例を基に理解する
3週 フィードバック制御の有効性 フィードバック制御の有効性を理解する
4週 フィードバック制御の構造 フィードバック制御の基本的な構造について理解する
5週 伝達関数によるシステムの表現 伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる
6週 ブロック線図を用いたシステムの表現 ブロック線図を用いたシステムの表現について理解する
7週 過渡応答による特性の評価 システムの過渡応答について理解する
8週 〔中間試験〕
2ndQ
9週 周波数応答による特性の評価Ⅰ 周波数応答による特性の評価について理解する
10週 周波数応答による特性の評価Ⅱ ボード線図を用いたシステムの周波数特性について理解する
11週 システムの安定性Ⅰ システムの安定判別について理解する
12週 システムの安定性Ⅱ システムの安定判別について理解する
13週 PID制御Ⅰ PID制御の概要について理解する
14週 PID制御Ⅱ 実例を用いてPID制御の理解を深める
15週 〔前期末試験〕
16週 前期末試験の返却と解説

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

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオレポート合計
総合評価割合80000020100
基礎的能力2000001030
専門的能力6000001070
分野横断的能力0000000