デジタル制御

科目基礎情報

学校	熊本高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	デジタル制御
科目番号	0047	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	生産システム工学専攻	対象学年	専2
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	Webサイト、配布プリント
担当教員	小田 明範

到達目標

1.制御理論等で学んだ概念を実際の制御システムの要素に対応させて構成や内容を考えられる．
2.制御解析用ソフトウエアにより，時間応答，周波数応答，系の安定性等について、解析できる．
3.制御解析用ソフトウエアを使いこなし，実際的な制御系の振る舞いを予測・説明できる．

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	指定の制御解析用ソフトウエアを、自在に使いこなせる。	指定の制御解析用ソフトウエアを、一通りは使える。	指定の制御解析用ソフトウエアが、使えない。
評価項目2	制御系における、時間応答，周波数応答，系の安定性をソフトウエアでのシミュレーションを交えて、適切に説明できる。	制御系における、時間応答，周波数応答，系の安定性をソフトウエアでのシミュレーションにより理解できる。	制御系における、時間応答，周波数応答，系の安定性をソフトウエアでのシミュレーションで理解できない。
評価項目3	PID制御の各種動作（P動作、I動作、D動作）を、ソフトウエアにより理解し、系ごとの最適な動作を考察できる。	PID制御の各種動作（P動作、I動作、D動作）を、ソフトウエアにより理解できる。	PID制御の各種動作（P動作、I動作、D動作）を、ソフトウエアにより理解できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 3-3 （基礎知識を活用して工学的問題を理解し、説明できる）

学習・教育到達度目標 3-3 （基礎知識を活用して工学的問題を理解し、説明できる）

学習・教育到達度目標 6-2 （得意とする専門分野の知識、技術と情報を駆使して、社会の要求に応じた問題解決の方法を企画、デザインすることができる）

JABEE (d)-(1) （専門工学（工学（融合複合・新領域）における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定する）の知識と能力）

JABEE (d)-(3) （工学の基礎的な知識・技術を統合し，創造性を発揮して課題を探究し，組み立て，解決する 能力）

JABEE (d)-(4) （技術者が経験する実務上の問題点と課題を理解し，適切に対応する基礎的な能力）

JABEE c （数学，自然科学および情報技術に関する知識とそれらを応用する能力）

JABEE e （種々の科学、技術及び情報を活用して社会の要求を解決するためのデザイン能力）

JABEE h （与えられた制約の下で計画的に仕事を進め、まとめる能力）

JABEE i （チームで仕事をするための能力）

教育方法等

概要:

　デジタル制御では，本科で学んだ制御理論等をベースに，制御シミュレーション用のソフトウエアを用いる．本科5年の制御工学では座学中心であったが、この授業ではソフトウエアを利用することで、より実際的な状況を模擬し、様々
な観点から学習することで、制御に対する理解を深めることを目的とする。

授業の進め方・方法:

　オープンソフトウエアのSCILABを用いて，本科で学んだ制御理論を体験的に学習することで、デジタル制御についての対応力を身につけることを目標とする．

・Webサイトを参考に授業を展開する。必要に応じてプリントを配布する。
・授業毎に課題を与えるので，各自，授業中に完了できなかったものは次回の講義までに終えておくこと。次回の講義で解説などを行う。
・自分のPCにも、ソフトウエアをインストールして、様々な解析をしてほしい。

注意点:

* 授業の質問等は休み時間を含め，教員室で随時受け付けるので気楽に来室されたい．入口ドアには，スケジュール表も掲示しておくので利用してほしい．
* 毎回、次回の講義の予告を行うので，その概要を事前に確認しておく．授業後は関連する内容や背景等を調べ広く知識を蓄えると共に，授業で実施した内容がいろいろな場面で活用できるように定着を図ること．
参考書：
「Scilabで学ぶシステム制御の基礎」　橋本洋志ほか著　オーム社
（事前学習）
＊授業計画の授業内容、到達目標等を確認の上，事前に提示された電子データやWebサイト等に目を通しておくこと。
（事後学習）
＊配布資料や提供された電子データ等から要点をノートに整理してまとめる等によって，内容の深い理解に努めること。また、提示された演習問題に取り組むことで，実践力を養うこと。

授業の属性・履修上の区分

ICT 利用

遠隔授業対応

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	授業概要説明，デジタル制御について	デジタル制御の基本事項について説明できる。
		2週	制御解析用ソフトウエアの利用法について	制御解析用ソフトウエアが利用できる。
		3週	伝達関数と周波数応答について(1)	伝達関数と周波数応答を制御解析用ソフトウエアにより解析し、その結果を適切に説明できる。
		4週	伝達関数と周波数応答について(2)	伝達関数と周波数応答を制御解析用ソフトウエアにより解析し、その結果を適切に説明できる。
		5週	伝達関数と周波数応答について(3)	伝達関数と周波数応答を制御解析用ソフトウエアにより解析し、その結果を適切に説明できる。
		6週	無駄時間系とPade近似について	無駄時間系とPade近似について説明できる。
		7週	制御の安定性について(1)	制御系の安定性を制御解析用ソフトウエアにより解析し、その結果を適切に説明できる。
		8週	制御の安定性について(2)	制御系の安定性を制御解析用ソフトウエアにより解析し、その結果を適切に説明できる。
	2ndQ
		9週	制御の安定性について(3)	制御系の安定性を制御解析用ソフトウエアにより解析し、その結果を適切に説明できる。
		10週	PID制御における各動作と動的解析について(1)	PID制御における各動作と制御解析用ソフトウエアにより解析し、その結果を適切に説明できる。
		11週	PID制御における各動作と動的解析について(2)	PID制御における各動作と制御解析用ソフトウエアにより解析し、その結果を適切に説明できる。
		12週	PID制御における各動作と動的解析について(3)	PID制御における各動作と制御解析用ソフトウエアにより解析し、その結果を適切に説明できる。
		13週	（期末試験1）	（前期期末試験1）
		14週	演習問題	演習問題に取り組む。
		15週	（期末試験2）	（前期期末試験2）
		16週	試験の返却と解説	試験の返却と解説

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	85	15	0	0	0	0	100
基礎的能力	50	15	0	0	0	0	65
専門的能力	35	0	0	0	0	0	35
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0