N0690700

制御工学

Control Engineering

開講部

システム理工学部

開講学科

生命科学科

開講学年

3年次

開講時期

前期

単位数

2

単位区分

選択

系列区分

専門

講義区分

講義
教授伊藤和寿この授業の2016年度のアンケートを参照

授業の概要

現代の医療機器や福祉機器には必ずと言ってよいほどシステム制御の知識が応用されている.既に理工系全分野において基礎知識となった,制御工学の基礎を学習する.具体的にはシステム解析,安定性判別,PID設計法を学ぶ.

達成目標

1.動的システム,フィードバックとフィードフォワードの概念を説明出来ること.
2.ラプラス変換により,1次系/2次系の応答を求めることが出来ること.
3.簡単なサーボ機構の制御系を設計できること.

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.動的システムの応答とラプラス変換(1):定義と解法の例題 動特性と静特性,微分方程式,線形性
2.ラプラス変換(2):逆変換と解法の例題 指定日のPPT資料の予習,微分公式,最終値の定理,δ関数,畳み込み積分,初等関数のラプラス変換,微分公式
3.ラプラス変換(2):時間領域と周波数領域の対応 指定日のPPT資料の予習,部分分数展開,ヘビサイドの定理
4.1次系のシステム表現と時間応答 指定日のPPT資料の予習,インパルス応答,ステップ応答
5.2次系のシステム表現と時間応答 指定日のPPT資料の予習,複素平面
6.解析例(電気回路,力学系への適用) 指定日のPPT資料の予習,運動方程式,電磁気における諸定理
7.中間試験および解法の詳解 誤りやすい点の解説
8.システムの安定性判別 指定日のPPT資料の予習,フルビッツの方法
9.ダイナミクスとブロック線図,伝達関数 指定日のPPT資料の予習,ラプラス変換
10.周波数応答特性(1):物理的意味 指定日のPPT資料の予習,特徴量(振幅比,位相遅れ量),片対数グラフ
11.周波数応答特性(2):ボード線図 指定日のPPT資料の予習,複素数の有理化,MATLABによるボード線図とベクトル線図のプロット法
12.フィードバック系の安定性 指定日のPPT資料の予習,ナイキスト判別法,ゲイン余裕,位相余裕
13.PID設計法(1):物理的意味と制御の効果 指定日のPPT資料の予習,定常偏差,速応性,入力低減化
14.PID設計法(2):微分制御における実用上の注意点と対策 指定日のPPT資料の予習,ノイズフィルタ
15.期末試験および解法の詳解 誤りやすい点の解説

評価方法と基準

レポート(30点分),中間試験(30点分)および期末試験(40点分)の成績を総合評価する.ただし,レポートは重要ポイントの演習に対応していることから,全てのレポート提出者のみが総合評価を受けるための前提となる.

教科書・参考書

(参考書)片山,新版フィードバック制御の基礎,朝倉書店(2002)

履修登録前の準備

・機械制御システム学科2年次開講の「機械システム基礎数学」を履修しておくことを強く勧める.
・基礎課程での微積分学,複素数および対数の取扱いについて十分に復習しておくこと.

オフィスアワー、質問・相談の方法

月-水,金の13:30-17:00
メールで事前予約しておくと空振りしません.

環境との関連

環境に関連しない科目

地域志向

地域志向ではない科目

社会的・職業的自立力の育成

対課題基礎力を育成する科目
知識活用力を育成する科目

アクティブ・ラーニング科目

能動的な学修への参加を取り入れた授業が1コマ分以上

最終更新 : Sat Sep 24 07:11:47 JST 2016