制御工学Ⅰ

科目基礎情報

学校 大分工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 制御工学Ⅰ
科目番号 R03E516 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電気電子工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 (教科書)杉江俊治,藤田政之「フィードバック制御入門」,コロナ社/(参考図書)なし
担当教員 本田 久平

到達目標

(1)これまで学んだ電気回路についての理解力を向上させる.(定期試験、小テスト、課題)
(2)対象となる物理系からブロック図や伝達関数を導くことができるようになる.(定期試験、小テスト、課題)
(3)フィードバック制御系の利点を理解する.(定期試験、小テスト、課題)
(4)制御系の過渡応答を調べ,制御の良さや安定性を総合的に理解する.(定期試験、小テスト、課題)

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対象となる物理系からブロック図や伝達関数を導くことができる.対象となる物理系からブロック図や伝達関数を導くことができる.対象となる物理系からブロック図や伝達関数を導くことができない.
評価項目2フィードバック制御系の利点を理解できる.フィードバック制御系の利点を理解できる.フィードバック制御系の利点を理解できない.
評価項目3制御系の過渡応答を調べ,制御の良さや安定性を総合的に理解できる.制御系の過渡応答を調べ,制御の良さや安定性を総合的に理解できる.制御系の過渡応答を調べ,制御の良さや安定性を総合的に理解できない.

学科の到達目標項目との関係

学習・教育目標 (B2) 説明 閉じる
JABEE 2.1(1)① 説明 閉じる

教育方法等

概要:
各種の産業分野のみならず,家庭用AV機器等の日常使用する機器までも,その性能向上や安定性などの目的で自動制御が採用されている.本科目では,こうした各種の自動制御システムの表現方法を学び,システムの過渡応答特性を調べる方法を学ぶことにより,システムの解析・設計についての基礎を身に付ける.

(科目情報)
教育プログラム第2学年 ◎科目
関連科目 電気回路Ⅳ,電気回路Ⅴ,制御工学Ⅱ,システム制御理論(専攻科)
授業の進め方・方法:
古典制御の基礎を学ぶ授業である.必要に応じて課題を配布する.
(事前学習)
ラプラス変換の復習をすること.
注意点:
(履修上の注意)
講義の途中でも分からなくなったらすぐに質問すること.
(自学上の注意)
ブロック線図の変換は書いて慣れておくこと.応答は特に指数関数の形に注目すること.

評価

(総合評価)
2回の定期試験の平均を総合評価とする.
(再試験について)
再試験は,総合評価が 60 点に満たない者に対して実施する.尚,再試
験の受験資格は,課題を全て提出した者に与える.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 制御とは
○自動制御の仕組み,自動制御系の種類と目的を説明できる.
2週 伝達関数
○伝達関数やブロック線図について理解し,システムの入出力関係を表現できる.
3週 ブロック線図 ○伝達関数やブロック線図について理解し,システムの入出力関係を表現できる.
4週 インパルス応答とステップ応答 ○システムに特定のテスト入力が加えられたときの出力時間特性を求める
5週 1 次系の応答 ○システムに特定のテスト入力が加えられたときの出力時間特性を求める
6週 2 次系の応答 ○システムに特定のテスト入力が加えられたときの出力時間特性を求める
7週 極・零点と過渡応答 ○システムの応答と伝達関数の極・零点の関連性について理解する.
8週 ダイナミカルシステムの安定性 ○システムには安定性の問題があることを理解し,代数的な手続きで安定性を判別することができる.
2ndQ
9週 前期中間試験
10週 前期中間試験の解答と解説
11週 定常特性 ○制御量が偏差なく目標値に追従するための条件を理解する.
12週 定常特性 ○制御量が偏差なく目標値に追従するための条件を理解する.
13週 ボード線図 ○システムのボード線図を描くことができる.
14週 ボード線図 ○システムのボード線図を描くことができる.
15週 前期期末試験
16週 前期期末試験の解答と解説

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
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前2
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前3
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前4,前5,前6,前7
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前11,前12
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前13,前14
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前8

評価割合

定期試験課題合計
総合評価割合100000100
基礎的能力00000
専門的能力100000100
分野横断的能力00000