| 教授 | 小池義和 |  |
制御工学 |
Control engineering |
開講部 | 工学部 |
開講学科 | 電子工学科 |
開講学年 | 3年次 |
開講時期 | 前期 |
単位数 | 2 |
単位区分 | 選択必修 |
系列区分 | 専門 |
講義区分 | 講義 |
教育目標 | D |
| 教授 | 小池義和 | |
| 1. | システムのモデル化，ブロック線図表現ができるようになる |
| 2. | システムの伝達関数が求められるようになる |
| 3. | 伝達関数からシステムの応答が求められるようになる |
| 4. | 伝達関数からシステムの安定性が議論できるようになる |
| 5. | 基本的な仕様を満たすシステムが設計できるようになる |
| 【授業計画】 | 【授業時間外課題（予習および復習を含む）】 | |
| 1. | 制御工学の概要 ・自動制御の歴史 ・自動制御の分類 ・動的システムと静的システム ・ブロック線図 | 教科書p.1-p.14 ・フィードバックシステムの必要性を理解する． ・ブロック線図の取り扱いができるようになる． |
| 2. | システムのモデル化 ・ブロック線図と伝達関数 ・状態方程式とブロック線図 ・バネ質点系における状態方程式の導出 | 教科書p.14-p.28 ・ブロック線図から伝達関数が求められるようになる ・状態方程式を理解し，導出できるようになる． ・バネ質点系の状態方程式を求められるようになる． ・微分方程式からブロック線図が描けるようになる． |
| 3. | ラプラス変換と伝達関数 ・フーリエ変換とラプラス変換 ・特性方程式 ・極と零点 ・極とモード | 教科書p.29-p.37 ・ラプラス変換とシステムの応答の関係を理解なる． ・特性方程式を理解する． ・極と零点を理解する． ・モードを理解し，極とシステムの応答を理解する． |
| 4. | 微分方程式とブロック線図(1) ・電気系，機械系の３要素 ・電気系，機械系の類似性 ・運動方程式と状態方程式 | 教科書p.38-p.49 ・電気系，機械系の基本要素を理解する． ・電気系，機械系の類似性を理解する． ・運動方程式から状態方程式が導けるようになる． |
| 5. | 微分方程式とブロック線図(2) ・電気回路における状態方程式の導出 ・演算増幅器回路のブロック線図 ・演算増幅器とフィードバック （1回目レポート） | 教科書p.50-p.75 ・RLC回路の状態方程式が導出できるようになる． ・演算増幅器回路のブロック線図が導出できるようになる． ・演算増幅器がフィードバック構成で利用しなければならいことを理解する． |
| 6. | 6回目 伝達関数とシステム応答 ・1次システムのインディシャル応答 ・2次システムのインディシャル応答 | 教科書p.76-p.84 ・動的特性のパラメータを理解する． ・1次システムと2次システムのインディシャル応答が理解できるようなる． |
| 7. | インディシャル応答と周波数伝達関数(1) ・6回目の内容について講義中に演習（レポート2回目） ・伝達関数から周波数応答関数の導出 ・ナイキスト線図（1次システム） | 教科書p.84-p.95 ・1次システムと2次システムのパラメータが立ち上がり特性にどのように影響するか理解する． ・過制動，不足制動，臨界制動を理解する． ・周波数伝達関数を理解する． ・1次システムのナイキスト線図が描けるようになる． |
| 8. | 中間テスト ・狙いと解説 | 1回から7回目前半までの講義内容 |
| 9. | 周波数伝達関数(2) ・ナイキスト線図（2次システム） ・ボード線図（1次システム，2次システム） ・ゲイン線図を用いた伝達関数の導出(1) | 教科書p.95-p.100 ・2次システムのナイキスト線図が描けるようになる． ・ボード線図を理解する． ・基本的なシステムのゲイン線図の特徴を理解する． |
| 10. | 周波数伝達関数(3)とシステムの安定性 ・ゲイン線図を用いた伝達関数の導出(2) ・極とシステムの安定性 ・ラウス-フルビッツの安定性 （3回目レポート） | 教科書p.100-p.108 ・ゲイン線図の折れ線近似からシステムの伝達関数が導出できるようになる． ・極とシステムの安定性を理解する． ・ラウス−フルビッツの安定性について理解する． |
| 11. | ナイキストの安定判別法とシステムに要求される特性 ・開ループ伝達関数と閉ループ伝達関数 ・偏角原理とナイキストの定理 ・ナイキストの安定判別法 | 教科書p.109-p.123 ・ナイキストの安定判別法ができるようになる． |
| 12. | システムの相対安定性とフィードバックに要求の基本的性質 ・位相余裕とゲイン余裕 ・フィードバック制御系の基本的性質 ・フィードバック制御系に要求される特性 （4回目レポート） | 教科書p.123-p.128,p.142-p.155 ・位相余裕とゲイン余裕を求められるようになる． ・定常偏差が求められるようになる． |
| 13. | フィードバックに要求される特性 ・過渡特性を表す指標 ・根軌跡法とフィードバック設計 | 教科書p.155-p.167 ・過渡特性を表す指標について理解する． ・根軌跡法について理解する． |
| 14. | PID制御 ・PID制御の概要 ・PID制御設計のためのパラメータ | 教科書p.194-p.198 ・PID制御の必要性を理解する． ・PID制御の設計法の概要について理解する． |
| 15. | 期末テスト ・狙いと解説 | 7回目後半，9-14回目の講義内容 |
| 1. | (D)電子工学に関する基礎知識と、応用する能力を身につける。 |
| ・ | 講義終了後 |
| ・ | 知識活用力を育成する科目 |