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授業情報／Course information

科目名／Course: 制御工学Ⅰ／Control EngineeringⅠ
科目一覧へ戻る 2022/09/09 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		 23187501
学部（研究科）
／Faculty		 情報工学部
学科（専攻）
／Department		 人間情報工学科
担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors		 ○小枝 正直
オフィスアワー
／Office Hour		 小枝 正直(火曜日　12:40～14:10（通年）)
開講年度
／Year of the Course		 2022年度
開講期間
／Term		 後期
対象学生
／Eligible Students		 2年
単位数
／Credits		 2.0
授業概要情報
更新日
／Date of renewal		 2022/07/27
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		 普段の生活の中で出会う機械システム（エレベータ，エアコン，鉄道等）では，動的に変化する内部・外部環境の情報を取得して，適切な状態になるように処理・運用している．これを「制御」と呼び，制御を実現する手法を体系化した学問分野を制御工学と呼ぶ．本講義では，ラプラス変換，ブロック線図，伝達関数等の基礎的な制御理論，さらに時間応答や周波数応答，安定性解析，フィードバック系の安定性解析，PID制御等についても講述する．
履修に必要な知識・能力・キーワード
／Prerequisites and Keywords		 力学，微分方程式の知識を必要とする．
キーワード：ラプラス変換，伝達関数，一次遅れ系，周波数解析，安定性
履修上の注意
／Notes		 課題の提出等にOffice365 (Teams) を使用する予定なので，本学のアカウントでサインインできることを確認しておくこと．
教科書を必ず持参すること．
教科書
／Textbook(s)		 「基礎と実践　制御工学入門」，横山，濱根，小野垣 著，コロナ社，2009．
参考文献等
／References		 「詳解制御工学演習」，明石，今井 著，共立出版，1981．
「はじめての制御工学 改訂第2版」，佐藤，平元，平田 著，講談社，2019．
「Control Systems Engineering, sixth ed.」, N.Nise, John Wiley & Sons, Inc., 2011.
など，制御工学に関する図書から自分に合うものを探すこと．
自主学習ガイド
／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework		 講義毎に必ず復習すること．
また教科書掲載の演習問題だけでは不十分なため，参考書を入手して自習すること．
資格等に関する事項
／Attention Relating to Professional License		 なし
アクティブラーニングに関する事項
／Attention Relating to Active Learning		 本授業では以下のアクティブラーニングを採用している．
・課題（宿題等）
実務経験に関する事項
／Attention Relating to Operational Experiences
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, 2 [制御工学の基礎と数学]
自動制御の歴史を学び，ラプラス変換，逆ラプラス変換について学ぶ．
2 3～6 [ブロック線図と伝達関数]
制御系の入出力の関係を記号で表現するブロック線図の構成と等価変換方法について学び，それを数式で表現する伝達関数について学ぶ．
3 7, 8 [過渡応答]
様々なシステムに基本的な信号を入力した際の出力について学ぶ．
4 9, 10 [一次遅れ系と二次遅れ系]
一次遅れ系と二次遅れ系の特徴や時定数，ゲイン定数の概念を学ぶ．
5 11 [周波数応答法]
自動車の乗り心地性能評価や振動工学にもつながる周波数応答法の基礎を学び，その解析に必要なベクトル軌跡やボード線図について学ぶ．
6 12, 13 [安定判断]
システムの安定性は判断するためのいくつかの基礎的な手法について学ぶ．
7 14, 15 [制御系の安定性]
フィードフォワード制御とフィードバック制御の概念について学び，制御系を安定化する手法について学ぶ．
8 16 [到達度確認]
到達度確認を実施する．
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 機械システムのダイナミクス（運動方程式）を数式で表現できる．(E) ○
2 ラプラス変換，ラプラス逆変換を理解し，機械システムの伝達関数を求めることができる．(E) ○
3 ブロック線図の描き方を習得し，等価変換により簡単化できる．(E) ○
4 機械システムの入出力関係を理解し，安定性を判別できる．(E) ○
5 ボード線図や位相線図の図的意味を理解し，描画できる．(E) ○
6 フィードフォワード制御系，フィードバック制御系の安定性を判別できる．(E) ○
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.
1 機械システムのダイナミクス（運動方程式）を数式で表現できる．(E) ○
2 ラプラス変換，ラプラス逆変換を理解し，機械システムの伝達関数を求めることができる．(E) ○
3 ブロック線図の描き方を習得し，等価変換により簡単化できる．(E) ○
4 機械システムの入出力関係を理解し，安定性を判別できる．(E) ○
5 ボード線図や位相線図の図的意味を理解し，描画できる．(E) ○
6 フィードフォワード制御系，フィードバック制御系の安定性を判別できる．(E) ○
評価割合（％）
／Allocation of Marks		 100

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