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 2017
授業科目 制御工学Ⅰ
科目番号 1430 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)
(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)
(3)フィードバック制御系の利点を理解する.(定期試験)
(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)

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

(分野別要件(工学(融合複合・新領域))基礎工学の知識・能力 JABEE基準2.1(1) 説明 閉じる
情報技術、専門工学の基礎を身につける 大分高専学習教育目標(B2) 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
授業時間 23.25時間
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.

(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.
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)
ラプラス変換の復習をすること.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 第1章 自動制御とは
1.1 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 1.2 制御系の標準的構成と制御目的
第2章 ダイナミカルシステムの表現
○物理的なシステムを微分方程式で記述できる.
3週 2.1 ダイナミカルシステム ○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 2.2 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.
5週 2.2 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.
6週 2.3 ブロック線図
第3章 ダイナミカルシステムの過渡応答と安定性
○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ことができる.
7週 2.3 ブロック線図
第3章 ダイナミカルシステムの過渡応答と安定性
○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ことができる.
8週 3.1 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 ○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.
11週 3.2 1次系の応答 ○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.
12週 3.3 2次系の応答 ○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.
13週 3.4 極・零点と過渡応答 ○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.
14週 3.5 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.
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
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

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000