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科目名 制御工学1 
担当者氏名

増山 岳人

全開講対象学科 理工学部電気電子工学科
年次 2年次 
クラス  
講義学期 後期 
単位数
必選区分  
学期・曜日・時限  
部門 専門教育部門-電気電子工学専門科目 
備考 本授業はCP2・4およびDP2に該当する 



準備学習・事後学習
線形代数,微分積分,複素数を復習しておいてください.練習問題に取り組み,復習を十分にするようにしてください.

練習問題については,授業内で解説を行います.また,最終の試験の解説は,追・再試験終了後に研究室で個別に対応します.
毎回、講義時間の2倍の自学自習が求められます。 
履修上の留意
・ノートパソコンを用いた演習を実施する場合があります

・講義資料の配布,レポートの提出はWebクラスで行います 
授業の概要と目的
・制御対象及び制御器を伝達関数で表現し,時間領域及び周波数領域での解析・制御を行う古典制御理論を学ぶ

・フィードバック制御系を数理的に記述,解析することでその応答特性,安定性などを調べる方法を理解する(科目ナンバリングコード:TE21112) 
サブタイトル
フィードバック制御の基礎 
到達目標
・古典制御理論を理解する

・PID制御系の評価及び実装ができる 
授業計画
【項目欄】 【内容欄】
1. 序論  制御工学における制御の概念を理解する.特にフィードバック制御の概要を学ぶ. 
2. ラプラス変換  古典制御理論の基礎である伝達関数表現を得るために用いるラプラス変換について学ぶ.代表的な関数のラプラス変換,ラプラス変換の性質などを理解する. 
3. インパルス応答・ステップ応答  微分方程式によって物理システムを記述することで,制御対象の伝達関数表現を得る方法を学ぶ.また,インパルス及びステップ入力に対する応答がもつ特性を理解する. 
4. 制御系の基本要素  制御系を構成する代表的な基本要素について学ぶ.また,制御システムのインパルス及びステップ応答をシミュレーションにより確認する. 
5. 2次遅れ系  2次遅れ系の過渡応答を理解する.また,過渡応答から制御系を評価するための指標について学ぶ. 
6. ブロック線図  制御系を構成する要素間の信号の流れを視覚的に表現したブロック線図について学ぶ.また,ブロック線図の等価変換法則を用いて,ブロック線図を簡略化可能であることを理解する. 
7. 定常応答  制御系の定常応答について学ぶ.入力信号の形と積分器の数から定常偏差が決まることを解析的に理解する. 
8. これまでの振り返り  主に時間領域における制御系の応答について,これまでの講義内容を復習する. 
9. システムの安定性  制御系の重要な特性の1つである安定性について学ぶ.システムの安定性を判別する方法であるラウス・フルビッツの安定判別法を理解する. 
10. 周波数応答・ボード線図  周波数領域における制御系の評価方法を学ぶ.ボード線図の仕組みを理解し,代表的な基本要素のボード線図を確認する. 
11. ナイキストの安定判別法  ナイキストの方法を用いたフィードバック制御系の安定判別法を学ぶ.ベクトル軌跡及びナイキスト軌跡の描き方と特性を理解する. 
12. 安定余裕  安定なシステムがモデルの不確かさや制御対象の変動に対して,どの程度安定であるかを評価するための指標を学ぶ. 
13. 根軌跡法  フィードバック制御系のループゲインと極配置の関係を図式化する根軌跡について学ぶ.また,根軌跡がもつ性質について理解する. 
14. 制御系の設計  制御系の設計問題をレギュレータ問題とサーボ問題に大別し,これまでに学んだ内容からどのように制御系を設計すればよいかと学ぶ. 
15. PID制御系  PID制御系の設計方法を理解する.また,古典制御理論の限界とその他の制御方法について学ぶ. 
テキスト
参考文献
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. フィードバック制御入門  杉江他  コロナ社 
授業方法の形式
講義(演習を含む) 
成績評価方法及び評価基準
レポート(30%)

中間試験(30%)

定期試験(40%) 
受講生へのメッセージ
電気回路や信号処理とのアナロジーが成り立つ部分もあります.一見理解が難しいように感じる場面もあるかもしれませんが,根気よく順を追って学習してください.ついていくのが厳しいと感じる場合は,線形代数・微分積分・複素数などを再学習することをおすすめします(本講義に限らず,基礎数学の理解はとても大切です). 
参考URL
画像
ファイル
更新日時 2020/02/28 18:11


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