2025年度後期制御工学演習

曜日・時限 木曜日2時限 期別 後期 週時間数 2
ナンバリング EJ230404
開講学科等 工学部-機械工学科
教員名 吉田 晴行
吉田 晴行
職務履歴

https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e5%90%89%e7%94%b0%e3%80%80%e6%99%b4%e8%a1%8c

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目的

本講義では「制御工学1」の学習内容を確実に理解するための演習を行う。この授業を通して、1). フィードバック制御系の基本概念と制御対象のモデル化に関する図式表現、2). 制御対象の力学モデルと時間応答との関係、が計算できるようになり、制御工学1の授業内容に関連した演習問題を確実に解くことができるようになることを目的とする。

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 C オリエンテーション
(式の計算/指数関数/三角関数)
事前学修 「基礎解析・演習」の教科書をよく復習しておくこと(0.5 時間)
事後学修 例題を多く解いて習熟すること(0.5 時間)
2 C 運動とモデル
(運動方程式の導出:直線運動と回転運動)
事前学修 力学1の「運動方程式の立て方」を復習すること(0.5 時間)
事後学修 時間内に解けなかった問題は、教科書・ノートおよび演習解答例を参考にして解いておくこと(0.5 時間)
3 C ラプラス変換法
(運動方程式の解法:ラプラス変換と逆ラプラス変換)
事前学修 運動方程式の解法として「力学での学修事項(時間積分)」をよく復習しておくこと(0.5 時間)
事後学修 時間内に解けなかった問題は、教科書・ノートおよび演習解答例を参考にして解いておくこと(0.5 時間)
4 C 伝達関数(基本要素と機械システム) 事前学修 制御工学1の授業「第2章伝達関数によるシステム表現(伝達関数)」で学んだ内容をよく復習しておく(0.5 時間)
事後学修 時間内に解けなかった問題は、教科書・ノートおよび演習解答例を参考にして解いておくこと(0.5 時間)
5 C 伝達関数(ブロック線図の等価変換) 事前学修 制御工学1の授業「第2章伝達関数によるシステム表現(ブロック線図)」で学んだ内容をよく復習しておく(0.5 時間)
事後学修 時間内に解けなかった問題は、教科書・ノートおよび演習解答例を参考にして解いておくこと(0.5 時間)
6 C 到達確認テスト
(運動方程式の解法/機械システムのモデル化・伝達関数/ブロック線図の等価変換)
事前学修 「運動方程式の解法(ラプラス変換法)」を中心に、これまでの学修内容(教科書の第2章までの内容)をよく復習しておく(1時間)
事後学修 解けなかった問題は、教科書・ノートおよび演習解答例を参考にして「理解状況」を整理すること(1時間)
7 C 時間応答(基本要素/1次遅れ要素) 事前学修 運動方程式の解法(ラプラス変換法/逆ラプラス変換における部分分数展開、など)について、教科書・ノートを復習すること(0.5 時間)
事後学修 時間内に解けなかった問題は、教科書・ノートおよび演習解答例を参考にして解いておくこと(0.5 時間)
8 C 時間応答(2次遅れ要素) 事前学修 制御工学1の授業「第3章時間応答(1次遅れ要素)」で学んだ内容をよく復習しておく(0.5 時間)
事後学修 時間内に解けなかった問題は、教科書・ノートおよび演習解答例を参考にして解いておくこと(0.5 時間)
9 C 時間応答(まとめ/資格テスト対策演習) 事前学修 「時間応答」の学修範囲をしっかりと復習しておく(0.5 時間)
事後学修 解けなかった問題は、教科書・ノートおよび演習解答例を参考にして解いておくこと(0.5 時間)
10 C 周波数応答(基本要素のボード線図) 事前学修 制御工学1の授業「第4章周波数応答(周波数応答の計算方法)」で学んだ内容をよく復習しておく(0.5 時間)
事後学修 時間内に解けなかった問題は、教科書・ノートおよび演習解答例を参考にして解いておくこと(0.5 時間)
11 C 周波数応答(資格試験対策の演習) 事前学修 制御工学1の授業「第4章周波数応答(ボード線図)」で学んだ内容をよく復習しておく(0.5 時間)
事後学修 時間内に解けなかった問題は、教科書・ノートおよび演習解答例を参考にして解いておくこと(0.5 時間)
12 C 資格テスト対策演習(総合演習) 事前学修 教科書・ノートを復習し、資格テストの出題範囲を調べておくこと(1時間)
事後学修 資格テストの過去問題を調査・解答し、本授業の学修範囲について理解状況を具体化すること(1時間)
13 C 総括
(本講義のまとめ/総合演習・解説)
事前学修 教科書や配布プリント・講義ノートで各週の要点を整理すると共に、現時点における理解状況(質問内容)を具体化すること(0.5 時間)
事後学修 本授業における学修内容を総合的に復習し、講義ノートを整理してより理解を深めること(0.5 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
〇 修得する資質・能力:知識・理解力、応用力【DP-J-1-1】
 1.フィードバック制御系の基本概念を図で説明できる。
 2.制御対象の力学モデルが導出できる(運動方程式の導出)。
 3.制御対象の動きを計算できる(運動方程式の解法)。
 4.制御対象の特性値と動きとの関わりを説明できる(時間応答波形の考察)。

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 60% 80% 20% 100%
小テスト、小論文 0%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 30% 90% 10% 100%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 10% 80% 20% 100%
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% 83% 17% 0% 0% 0% 100%

教科書・参考書

教科書:「クルマとヒコーキで学ぶ制御工学の基礎」(網島均著、コロナ社)
参考書:「絵ときでわかる機械制御」(宇津木諭著、オーム社)
    「工業力学」(青木弘、木谷晋著、森北出版)
    「基礎解析」(大阪電気通信大学数理科学研究センター数学教室編、学術図書出版)

オフィスアワー

授業日の昼休み(12時40分~13時20分頃)、A号館2階/教員室8

その他

成績評価について
 ・制御工学1の学修状況に合わせて、Moodle から演習プリントを配布します。
 ・各演習の「略解」は、Moodle にて公開します。
  ※計算過程(詳細)など理解が「あいまい」な場合、教員・TAへ「こまめに質問」して下さい。
 ・授業時間外の「質問」は「教員室」を訪ねて下さい。
 ・欠席回数が「4回以上」の場合は「E評価(未受験)」とします。

他の専門科目との関わり
 ・本講義に先立って履修すべき科目:「力学1・演習」「工業力学及び演習1」
 ・運動方程式の解法では「指数関数・三角関数」の諸計算が特に必要となります。
 ・受講生の学修状況に応じて、授業計画を一部調整する場合があります。

実務経験のある教員による授業科目