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科目名 制御工学2 
担当者氏名

前川 明寛

全開講対象学科 理工学部交通機械工学科
年次 3年次 
クラス  
講義学期 前期 
単位数
必選区分  
学期・曜日・時限  
部門 専門教育部門-交通機械工学専門教育科目 
備考 本授業はCP2・4およびDP3に該当する 



準備学習・事後学習
受講初回までに力学、複素数,制御工学1を復習しておくこと.毎回,授業に関する情報を収集して予習してくること.前回及び前々回の講義・演習内容に関する小テストを隔週で授業開始時に行うので,講義内容をレポート用紙にまとめるなどして復習しておくこと.最終試験の解説は追・再試終了後に研究室で個別に対応する。
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
制御工学1を履修していること。引き続き、知的交通システム学を履修することが望ましい。 
授業の概要と目的
制御工学1で学んだ伝達関数・フィードバック制御に関する基本的事項の理解を深めた後,フィードバック制御系の特性,周波数応答,安定性,更に,制御系の設計法について学ぶ。機械メーカーの研究所での実務経験を活かし,制御工学に関する実践的教育を行う。交通機械との関連:交通機械全般(科目ナンバリングコード:TT31113)  
サブタイトル
フィードバック制御系の特性について学ぶと共に制御系の設計法について学ぶ。 
到達目標
御系設計法、周波数伝達関数、ボード線図、ナイキスト安定判別法、ゲイン余裕・

位相余裕、PID補償等について理解する。 
授業計画
【項目欄】 【内容欄】
1. 概要及び予備知識の準備  制御工学Iの基本確認,数学の基本復習・確認を説明する。

○ラプラス変換によりモデルから伝達関数への計算法、数学の基本の考え方を理解することができる. 
2. 伝達関数の周波数特性(1)  システムの周波数応答,また周波数領域の考え方について説明する.

○時間領域と周波数領域との関係、システムの周波数応答の求め方を理解することができる. 
3. 伝達関数の周波数特性(2)  周波数応答のプロット方法について説明する.

○ボード線図およびベクトル軌跡線図により周波数応答を表現することができる. 
4. 伝達関数の周波数特性(3)  基本要素の周波数特性解析について説明する.

○システムでの基本的な要素の周波数特性を理解することができる. 
5. 伝達関数の周波数特性の理解度確認  演習によりシステムの周波数応答,周波数応答のプロット方法,周波数特性解を深める.

○演習で周波数特性の理解度を確認する. 
6. 周波数領域におけるシステム解析(1)  開・閉ループシステム,内部安定性について説明する.

○開・閉ループシステムの特性,内部安定性を理解することができる. 
7. 周波数領域におけるシステム解析(2)  ナイキストの安定判別法について説明する.

○ナイキストの安定判別原理を理解することができる. 
8. 周波数領域におけるシステム解析(3)  安定余裕(ゲイン余裕および位相余裕について説明する.

○ボード線図およびベクトル軌跡線図により安定余裕の求め方を理解することができる. 
9. 周波数領域での制御システムの設計基礎  制御システムの設計仕様,評価,動的と静的特性解析について説明する.

○各評価入力によりシステムの特性,仕様のを理解することができる. 
10. 周波数領域でのPID制御システムの設計(1)  PID制御基本構成、周波数領域におけるP,PDコントローラの設計法について説明する.

○P,PD制御の基本概念、P,PDコントローラの設計計算方法を理解することができる. 
11. 周波数領域でのPID制御システムの設計(2)  PID制御基本構成、周波数領域におけるPI,PIDコントローラの設計法について説明する.

○PI制御の基本概念、PIコントローラの設計計算方法を理解することができる. 
12. 周波数領域でのPID制御システムの設計(3)  PID制御基本構成、周波数領域におけるPI,PIDコントローラの設計法について説明する.

○PID制御の基本概念、PIDコントローラの設計計算方法を理解することができる. 
13. 制御システムの設計基礎の理解度確認  演習により設計基礎,PID制御基本構成,設計計算方を深める.

○演習で制御システムの設計基礎を理解度を確認する. 
14. PID制御システムの改善  PID制御基本構成を理解した上、PID制御の改善について説明する.

○位相進み,位相遅れ補償の基本概念、計算方法を理解することができる. 
15. 授業のまとめ  全体のまとめと重要事項についての総括する.

○ボード線図、安定性、ゲイン余裕、位相余裕、PID制御などが総括的に理解できる. 
テキスト
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. フィードバック制御入門  杉江俊治,藤田政之  コロナ社 
参考文献
授業方法の形式
講義 
成績評価方法及び評価基準
理解度確認テスト(100点満点)100%で評価する.学習・教育目標との関連においてはB2:100%とする。 
受講生へのメッセージ
制御は難解であると学生諸君から聞くことがあるが,制御の基本的事項は決して難解なものではない。制御に限ったことではないが,基礎理論を学ぶときは自分で納得できるまで良く考えることが重要である。また、授業中、必死で黒板を写している学生がいるが、教科書に沿って説明を進めるので教科書と同じ内容をノートに書き写しても意味がない。教科書をコピーしてノートに貼り付け、教科書の補足事項や教科書に書いていない説明内容をノートに追記するなどして、講義中は黒板を写すことでなく、説明を聞き、理解することにエネルギを費やすようにすること。また,制御系設計には多様な手法がある.その長短に注意しながら履修をすすめること. 
参考URL
画像
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更新日時 2020/07/03 11:11


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