授業科目名
  システム制御基礎
   System Control - Basic Concepts -
時間割番号
6562
担当教員名
  関 健太
実務経験
反映科目
O
学科・年次
  工学部 電気・機械工学科
  工学部 創造工学教育課程
  2年次
科目区分
  専門教育科目
単位数
2
時間割
  後期 水曜3-4限
授業形態
講義
授業実施方法
  ☑ 対面【一部遠隔の場合あり】
  ☐ 全て遠隔【全授業(テストを除く)をオンデマンドで実施(全オンデマンド型)】
  ☐ 全て遠隔【同時双方向で実施】
  ☐ 全て遠隔【オンデマンド及び同時双方向で実施】
  ☐ 1/2遠隔【全授業のうち、1/2以上を遠隔(オンデマンド又は同時双方向)】

・「全て遠隔」又は「1/2遠隔」に✓のある科目は、遠隔授業の上限単位数60単位に算定されます。
・大学院には遠隔授業における上限単位数はありません。
ディプロマ・ポリシーとの対応
☐ 1. 人間,文化,社会を理解し,それらを技術的観点から考察する能力と技術を新しい生活につなぐ強い使命感・責任感,高い倫理観
☑ 2. 現象の理解・操作のための数理的基礎知識と科学的素養
☐ 3. 国内外の人々と対話できるコミュニケーション力と論理的思考力
☑ 4. (高度工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基盤的な知識・技術とこれによって課題を解決する能力,新たな知識・技術を習得する能力
☑ 4. (創造工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基礎知識と他の分野の知識・技術を関連づけ多面的に見ることで新たな価値を創出する能力
授業の目的・達成目標

システム制御基礎では,電気,機械,化学プロセスなどを対象として,数学モデルに基づいてそれらを自由自在に操るための基礎となる方法論を学ぶ。特に,システムの表現方法,時間・周波数応答の解析法,安定性,フィードバック制御系設計法の基本的な考え方について学ぶ。また,企業での制御系設計の経験を踏まえて,実際の製品の中で,どのような考え方で制御系設計がなされているのか,その基本的な考え方についても言及する。

[達成目標]
1)制御対象の物理モデルを理解し,数学表現ができる。
2)伝達関数やブロック線図によるシステムの表現と計算ができる。
3)システムの過渡応答と定常応答が解析できる。
4)周波数特性の解析とボード線図による表現ができる。
5)システムの安定性が判別できる。
6)基本的なフィードバック制御系(位相進み・遅れ補償器,PID補償器)が設計できる。

[関連科目]

学んだ内容を用いる科目:常微分方程式,電気回路Iなど
理解の助けになる科目:システム制御設計 ,電気機器など

授業計画

① ガイダンス,制御とは
② システムの数学モデル
③ システムの伝達関数表現とブロック線図
④ 動的システムの応答
⑤ システムの応答特性
⑥ 2次遅れ系の応答
⑦ システムの極と安定性
⑧ 中間試験
⑨ 制御系の構成とPID制御
⑩ フィードバック制御系の定常特性
⑪ 周波数特性の解析,周波数伝達関数
⑫ ボード線図とベクトル軌跡
⑬ ナイキストの安定判別法,安定余裕
⑭ ループ整形法によるフィードバック制御系の設計
⑮ 期末試験と総括

成績評価の方法
中間試験:30%
期末試験:50%
レポート:20%
成績評価の基準
秀  達成目標を超えた成果を上げている 100点~90点
優  達成目標に十分達している     89点~80点
良  達成目標に達している       79点~70点
可  達成目標に概ね達している     69点~60点
不可 達成目標に達していない      59点以下
 
事前・事後学修等の指示及び履修にあたっての注意事項
授業計画,成績評価および基準の詳細は1回目の講義時間に説明する。
基本的な電気回路の電圧方程式の立式,ラプラス変換を用いた微分方程式の解法,複素数の演算ができることが好ましい。
MATLABを利用した演習課題を課す。実施方法は1回目の講義時間に説明する。

事前学修:テキスト予習 (60分)
事後学修:レポート課題あるいは教科書の章末問題(60分)
教科書