2025年度前期システム制御工学

曜日・時限 月曜日2時限 期別 前期 週時間数 2
ナンバリング EH330603
開講学科等 工学部-電子機械工学科
教員名 疋田 真一
疋田 真一
職務履歴

https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e7%96%8b%e7%94%b0%e3%80%80%e7%9c%9f%e4%b8%80

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目的

「制御基礎論」に続き、メカトロニクスの基礎となっているフィードバック制御の考え方の中で、特に閉ループ系の特性、制御系の解析および設計方法について学ぶ。

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 A 制御の基礎1:ラプラス変換と伝達関数 事前学修 ラプラス変換、伝達関数について調べる。(1時間)
事後学修 演習問題を解く。(1時間)
2 A 制御の基礎2:伝達関数とブロック線図 事前学修 伝達関数とブロック線図について調べる。(2時間)
事後学修 演習問題を解く。(2時間)
3 A 制御の基礎3:時間応答 事前学修 過渡応答、定常応答について調べる。(2時間)
事後学修 演習問題を解く。(2時間)
4 A 1次遅れ要素の極と過渡特性 事前学修 特性方程式と極について調べる。(2時間)
事後学修 演習問題を解く。1次遅れ要素の極配置について整理しておく。(3時間)
5 A 2次遅れ要素の極と過渡特性 事前学修 2次遅れ要素の極と過渡応答について調べる。(2時間)
事後学修 演習問題を解く。2次遅れ要素の極配置について整理しておく。(3時間)
6 A ラウス-フルビッツの安定判別法 事前学修 2次遅れ要素の極と過渡応答について調べる。
ラウス-フルビッツの安定判別法について調べる。(2時間)
事後学修 演習問題を解く。システムの安定性について整理しておく。(3時間)
7 A これまでの復習(伝達関数の極と過渡特性,ラウス-フルビッツの安定判別)と理解度確認テスト 事前学修 これまでに出題された演習問題を解けるようにしておく。(3時間)
事後学修 できなかった問題について復習する。(2時間)
8 A 周波数応答 事前学修 周波数伝達関数、ベクトル軌跡について調べる。(2時間)
事後学修 演習問題を解く。周波数応答について整理しておく。(3時間)
9 A ナイキストの安定判別法 事前学修 ゲイン余裕、位相余裕について調べる。(2時間)
事後学修 演習問題を解く。ナイキストの安定判別の方法について整理しておく。(3時間)
10 A ボード線図を用いた安定判別法 事前学修 ボード線図を用いた安定判別法について調べる。(2時間)
事後学修 演習問題を解く。ボード線図を用いた安定判別の方法について整理しておく。(3時間)
11 A 制御系設計の基礎(P制御,PI制御)
事前学修 P制御とPI制御について調べる。(2時間)
事後学修 演習問題を解く。P制御とPI制御の違いについて整理しておく。(3時間)
12 A PD制御とPID制御 事前学修 PD制御とPID制御について調べる。(2時間)
事後学修 演習問題を解く。比例、積分、微分動作の働きを整理しておく。(3時間)
13 A これまでの復習(ナイキストの安定判別法,ボード線図による安定判別法,PID制御)と理解度確認テスト 事前学修 これまでに出題された演習問題を解けるようにしておく。(3時間)
事後学修 できなかった問題について復習する。(2時間)

授業形式記号

  • A:一斉授業(通常の講義)
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク(ディスカッション・ディベートを含む)
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業 連携型学習
  • I:その他

到達目標

〇2024年度以降入学生
下記、記載のカリキュラムマップを参照。
https://www.osakac.ac.jp/about/policy/faculty/
※各学科/専攻名称のカリキュラムポリシー下段の
 「カリキュラムマップ」よりご確認ください。

〇2023年度以前入学生
修得する資質・能力:知識・理解力、応用力【DP-H-1-1】
1.制御系の安定性の意味を理解し,説明できる。
2.ラウス、フルビッツの安定判別法を制御系の安定判別に適用できる。
3.ナイキスト線図、ボード線図を制御系の安定判別に適用できる。
4.簡単なサーボ機構の設計ができる。
5.PIDコントローラを用いた制御系の設計ができる。

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 0%
小テスト、小論文 100% 70% 30% 100%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 0%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 0%
作品、パフォーマンス(実技、実演) 0%
その他1(具体的に: 0%
その他2(具体的に: 0%
100% 70% 30% 0% 0% 0% 100%

教科書・参考書

・ノート講義とし、適宜資料をMoodleにアップロードする。
・参考書
「基礎からの自動制御と実装テクニック」熊谷英樹編著、日野満司、村上俊之、桂誠一郎共著技術評論社
「自動制御」阪部俊也、飯田賢一共著コロナ社

オフィスアワー

月曜4限

その他

演習問題の解答例については別途公表する。
先に履修しておくことが望ましい科目:「制御基礎論」

実務経験のある教員による授業科目