2020年 理工学部 シラバス - 電気工学科
設置情報
| 科目名 | 制御の基礎 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電気工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 星野 貴弘 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜1 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I51Q |
| クラス | A・B | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 制御工学はシステムの高度化，省力化に伴って広い分野に要求されている．本講義では，制御 工学の基礎である線形制御理論について学習する。 具体的には，以下の項目についての理解・修得を目標とする。 ・フィードバック制御系とフィードフォワード制御系の特徴 ・ダイナミカルシステムの数学的表現 ・ブロック線図による制御系の表現 ・制御系の過渡応答 ・ダイナミカルシステムの安定性 ・安定性の必要十分条件と必要条件 ・ラウス・フルビッツの安定判別法 ・フィードバック制御系の感度特性 ・フィードバック制御系の定常特性 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
講義を主体とするが，内容理解のために授業開始10分程度を使い，前回の課題に対する解説を 行う．また，授業の後半に講義内容に関する演習を行う。 |
| 履修条件 | 「回路の過渡応答」を履修していることが望ましい。 微分積分，基礎的な微分方程式の解法，ラプラス変換等の知識が必要となる。 |
授業計画
| 第1回 | 講義概要 制御とは，制御工学の目的，制御工学の歴史，必要となる数学的知識 事前学習：線形代数，微分方程式，ラプラス変換について復習する。(240分) |
|---|---|
| 第2回 | ダイナミカルシステムと伝達関数1 制御系の構成，線形ダイナミカルシステム，伝達関数の定義 事前学習：前回内容の復習，教科書の該当箇所をよく読み，疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第3回 | ダイナミカルシステムと伝達関数2 比例，微分，積分，1次遅れ，2次遅れ，むだ時間の各要素の伝達関数 事前学習：前回内容の復習，教科書の該当箇所をよく読み，疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第4回 | ブロック線図によるシステムの表現法 ブロック線図の基本記号，ブロック線図の結合，ブロック線図の簡単化 事前学習：前回内容の復習，教科書の該当箇所をよく読み，疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第5回 | 制御系の過渡応答1 過渡応答の分類，インパルス応答とステップ応答 事前学習：前回内容の復習，教科書の該当箇所をよく読み，疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第6回 | 制御系の過渡応答2 １次遅れ系の過渡応答 事前学習：前回内容の復習，教科書の該当箇所をよく読み，疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第7回 | 制御系の過渡応答3 ２次遅れ系の過渡応答，高次系の過渡応答 事前学習：前回内容の復習，教科書の該当箇所をよく読み，疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第8回 | 要点のまとめと演習I 第1回から第7回までの重要事項のまとめ，関連する演習問題及び解説 事前学習：前回内容の復習，前回までの疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第9回 | 極・零点と過渡応答 極・零点とは，過渡応答波形の特性値 事前学習：前回内容の復習，教科書の該当箇所をよく読み，疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第10回 | ダイナミカルシステムの安定性1 安定とは，ラウスの安定判別法 事前学習：前回内容の復習，教科書の該当箇所をよく読み，疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第11回 | ダイナミカルシステムの安定性2 フルビッツの安定判別法，安定判別まとめ 事前学習：前回内容の復習，教科書の該当箇所をよく読み，疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第12回 | フィードバック制御系の特性1 パラメータの変化に対する感度，外乱に対する感度 事前学習：前回内容の復習，教科書の該当箇所をよく読み，疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第13回 | フィードバック制御系の特性2 目標値に対する定常偏差，外乱に対する定常偏差 事前学習：前回内容の復習，教科書の該当箇所をよく読み，疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第14回 | 要点のまとめと演習II 第9回から第13回までの重要事項のまとめ，関連する演習問題及び解説 事前学習：前回内容の復習，前回までの疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題及び関連する教科書の類題を解く。(120分) |
| 第15回 | 理解度確認試験及び解説 事前学習：理解度確認試験の対策。(240分) |
その他
| 教科書 |
杉江俊治，藤田政之 『フィードバック制御入門(システム制御工学シリーズ３)』 システム制御工学シリーズ コロナ社
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| 参考書 |
橋本 洋志，石井千春，汐月 哲夫, 星野 貴弘 『基本からわかるシステム制御講義ノート』 基本からわかる講義ノートシリーズ オーム社
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| 成績評価の方法 及び基準 |
全授業回数の3分の2回以上出席した学生に対して以下の配分に基づき成績評価を行う。 ①演習課題の評価：10% ②レポートの評価：20% ③理解度確認試験の評価：70% |
| 質問への対応 | 随時対応します。電話またはメールで連絡下さい。日時を設定します。 原則，授業内の演習課題はその講義中に，レポート課題の解答は，次回の講義冒頭で 解説します。 また，解答解説後は，CSTポータル上に解答を公開しますので， そちらも参考にしてみてください。 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎 タワースコラ１６階Ｓ１６０２室 Tel: 03-3259-0769 E-mail: hoshino.takahiro@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 駿河台 16:40 ～ 18:00
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| 学生への メッセージ |
制御工学では，数式が多く出てきますが，その数式の意味を理解することに努め，さらに導出 の過程にも注意して下さい。また，その際，電気系や機械系などの実際の制御対象となるもの をイメージすることが理解を助けることになります。 |