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科目名 制御工学1 
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 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-交通機械工学専門教育科目 
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
受講初回までに力学、複素数に関する基礎知識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
続いて制御工学2,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
近年においては,われわれの身の回りにある家電製品,自動車から航空機,人工衛星に至るまで,広い範囲で制御技術が適用され,製品の高度化が図られている。この制御技術の根幹をなすフィードバック制御に関する基本的事項について学ぶ。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:TT21115)  
サブタイトル
制御技術の根幹をなすフィードバック制御に関する基本的事項について学ぶ。 
到達目標
伝達関数・ブロック線図の取り扱い方、部分分数展開・ラプラス変換・逆ラプラス変換の用法、1次系・2次系の応答、複素平面上の極の位置と安定性・減衰特性・速応性との関係、定常偏差の求め方、定常偏差を無くするための方策、根軌跡等が理解できる。 
授業計画
【項目欄】 【内容欄】
1. 序論  制御とは何か、制御系の標準的構成と制御目的、フィードバック制御の利点と課題について説明する。

○制御系の標準的構成と制御目的、利点と課題が理解できる。 
2. ダイナミカルシステム・伝達関数  ダイナミカルシステムとは何か、線形の定義、システムを線形化する方法、伝達関数、無駄時間について説明する。

○線形ダイナミカルシステム、線形化の方法、伝達関数が理解できる。 
3. ブロック線図  ブロック線図、その結合方式および等価変換について説明する。

○ブロック線図の作り方と取り扱い方が理解できる。 
4. インパルス応答とステップ応答  インパルス関数とステップ関数、インパルス応答とステップ応答、1次系の応答について説明する。

○インパルス応答とステップ応答、1次系の応答の求め方が理解できる。 
5. 2次系の応答  2次系の伝達関数、2次系のインパルス応答とステップ応答、複素平面上の極の位置と自然各周波数、減衰率との関係について説明する。

○2次系の応答が理解できる。 
6. 極・零点と過渡応答  2次系の極・零点と安定・不安定、振動成分の周期、応答のオーバシュート、減衰比等について説明する。

○2次系の極・零点と応答が理解できる。 
7. ダイナミカルシステムの安定性  安定性の必要十分条件とラウスの安定判別法について説明する。

○ラウスの安定判別法を用いて安定性を判別できる。 
8. フルビッツの安定判別法  フルビッツの安定判別法およびダイナミカルシステムの過渡応答・安定性に関する演習問題の解答について説明する。

○フルビッの安定判別法により安定性を判別できる。 
9. フィードバック制御系とフィードフォワード制御系  フィードバック制御系とフィードフォワード制御系の違い、フィードバック制御系の利点について説明する。

○フィードバック制御系の利点が理解できる。 
10. 感度特性、目標値に対する定常偏差  パラメータの変化に関する感度、外乱に対する感度、目標値に対する定常偏差について説明する。

○感度特性、目標値に対する定常偏差が理解できる。 
11. 外乱に対する定常偏差  外乱に対する定常偏差について説明する。

○外乱に対する定常偏差が理解できる。 
12. フィードバック制御系の根軌跡(1/3)  フィードバック制御系のゲインを変化させると,制御系の極がどのように動くかを図式的に表す根軌跡について説明する。

○根軌跡法の概要が理解できる。 
13. フィードバック制御系の根軌跡(2/3)  根軌跡の概形を描く方法について説明する。

○根軌跡の概形を描くことができる。  
14. フィードバック制御系の根軌跡(3/3)  ○根軌跡を実際に描く課題を小テストで課すことで,極,零点,及びその変化の様子を示す根軌跡が理解できる。 
15. 授業のまとめ  全体のまとめと重要事項についての復習を行う。○伝達関数の1次系、2次系、安定性、定常偏差、根軌跡などの理解が深まる。 
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
定期試験で評価する。(100%) 

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,制御対象のモデル化は制御工学のみならず機械力学,熱力学,流体力学の基本である.物理現象を数式で表すことの重要性を十分理解すること. 
参考URL
画像
ファイル
更新日時 2020/02/26 11:03


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