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授業情報／Course information

科目一覧へ戻る 2020/10/22 現在

授業基本情報
科目名（和文）
／Course		 制御工学Ⅰ
科目名（英文）
／Course		 Control EngineeringⅠ
時間割コード
／Registration Code		 22145801
学部（研究科）
／Faculty		 情報工学部
学科（専攻）
／Department		 情報システム工学科
担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors		 ○衣笠　哲也
オフィスアワー
／Office Hour
開講年度
／Year of the Course		 2020年度
開講期間
／Term		 第1クォーター
対象学生
／Eligible Students		 3年次生
単位数
／Credits		 2.0
授業概要情報
更新日
／Date of renewal		 2020/02/22
使用言語
／Language of Instruction		 日本語
オムニバス
／Omnibus		 該当なし
授業概略と目的
／Cource Description and Objectives		 制御工学は，様々な分野で利用される基本的な学問分野の１つである．古典制御論は伝達関数と呼ばれる線形の入出力システムとして表わされた制御対象を中心に，周波数応答などを評価して望みの挙動を達成することを目的とした理論である．本授業では，制御システムにおいて基礎となるフィードバック制御の概念とその構成について述べた後，古典制御理論について講義する．特に，線形システムの入出力特性に着目したシステムの表現法，特性解析法，並びにその設計法を取り上げる．
履修に必要な知識・能力・キーワード
／Prerequisites and Keywords		 複素数，常微分方程式，ラプラス変換，フーリエ変換などの数学的基礎知識があると理解し易い．
科目キーワード： 伝達関数，インパルス応答，ステップ応答，安定性，感度特性，定常特性，周波数応答，ベクトル軌跡，ボード線図．
履修上の注意
／Notes		 講義内容の理解には，MATLABを用いた演習がある．
教科書
／Textbook(s)		 「フィードバック制御入門」（杉江俊治，藤田政之，コロナ社）
参考文献等
／References		 「制御基礎理論」（中野道雄，美多勉，昭晃堂）
自主学習ガイド
／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework		 複素数，常微分方程式，ラプラス変換などの数学的基礎知識を復習すること．フィードバック制御の概念をよく理解すること．システムの伝達関数表現法の利点について自主的に研究すること．
資格等に関する事項
／Attention Relating to Professional License
備考
／Notes
授業計画詳細情報
No. 単元（授業回数）
／Unit (Lesson Number)		 単元タイトルと概要
／Unit Title and Unit Description		 時間外学習
／Preparation and Review		 配付資料
／Handouts
1 1 [制御とは]
フィードバック制御の概念，制御系の標準的構成と制御目的を紹介する．
2 2 [数学的準備]
制御工学Ⅰに必要な複素数，微分方程式，フーリエ変換，ラプラス変換などを復習する．
3 3 [伝達関数]
伝達関数の概念と求め方について講義する．
4 4 [インパルス応答とステップ応答]
単位インパルス関数と単位ステップ関数を紹介するとともに，インパルス応答とステップ応答について講義する．
5 5 [１次系の応答]
１次系の時定数とゲインの定義を紹介し，１次系の応答の特徴について講義する．
6 6 [２次系の応答]
２次系の減数係数と自然角周波数とゲインを紹介し，２次系の応答の特徴について講義する．
7 7 [システムの安定性と安定判別法]
システムの安定性の定義とラウス安定判別法について講義する．
8 8 [フィードバック制御系の特性：感度特性]
フィードバック制御系の感度関数について講義する．
9 9 [フィードバック制御系の特性：定常特性]
フィードバック制御系の定常特性について，制御系の型と定常偏差との関係を紹介する．
10 10 [周波数応答と伝達関数]
周波数応答の概念と伝達関数を用いた計算法を紹介する．
11 11 [ベクトル軌跡]
積分系と１次系と２次系のベクトル軌跡について講義する．
12 12 [ボード線図]
ボード線図について講義する．
13 13 [ナイキストの安定判別法]
ナイキストの安定判別法について講義するとともに，ゲイン余裕と位相余裕の概念を紹介する．
14 14 [制御系の設計法]
周波数応答に基づく制御系の設計法を紹介する．
15 15 [総括]
本授業の内容を総括する．
16 16 [定期試験]
授業到達目標の実現について確認するための試験を行う．
授業評価詳細情報
到達目標及び観点／Learning Goal and Specific Behavioral Viewpoints
No. 到達目標
／Learning Goal		 知識・理解
／Knowledge & Undestanding		 技能・表現
／Skills & Expressions		 思考・判断
／Thoughts & Decisions		 伝達・コミュニケーション
／Communication		 協働
／Cooperative Attitude
1 フィードバック制御の概念を理解する． ○ ○
2 システムの伝達関数の意味を理解する． ○ ○
3 システム応答の求め方を修得する． ○ ○
4 システムの安定性の判別法を修得する． ○ ○
5 ゲイン余裕，位相余裕などを理解し，制御系の設計法を修得する． ○ ○
成績評価方法と基準／Evaluation of Achievement
※出席は2/3以上で評価対象となります。
No. 到達目標
／Learning Goal		 定期試験
／Exam.		 レポート/Reports
1 フィードバック制御の概念を理解する． ○ ○
2 システムの伝達関数の意味を理解する． ○ ○
3 システム応答の求め方を修得する． ○ ○
4 システムの安定性の判別法を修得する． ○ ○
5 ゲイン余裕，位相余裕などを理解し，制御系の設計法を修得する． ○ ○
評価割合（％）
／Allocation of Marks		 70 30

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