| 開講学期／Course Start | 2017年度／Academic Year 後期／Second |
|---|---|
| 開講曜限／Class period | 火 /Tue 1 , 火 /Tue 2 |
| 授業区分／Regular or Intensive | 週間授業 |
| 対象学科／Department | 機械航空創造系学科機械システム工学コース |
| 対象学年／Year | 2年,3年,4年 |
| 授業科目区分／Category | 教育課程 主専門教育科目 |
| 必修・選択／Mandatory or Elective | 必修 |
| 授業方法／Lecture or Seminar | 講義 |
| 授業科目名／Course Title | 制御工学／Control Engineering |
| 単位数／Number of Credits | 2.0 |
| 担当教員名／Lecturer | 花島直彦(機械航空創造系学科機械システム工学コース) |
| 時間割コード／Registration Code | C2603 |
| 連絡先／Contact | 花島直彦(教員室:B-312，hana@mondo.mech.muroran-it.ac.jp) |
| オフィスアワー／Office hours | 花島直彦(火曜日7,8時限) |
| 更新日／Date of renewal | 2017/09/22 |
|---|---|
| 授業のねらい ／Learning Objectives |
制御工学は、対象とするシステムを人間の要請にできるだけ沿うように制御するため必要とされる学問である。この授業ではまず個々の制御対象を動的システムとしてどのように統一的に表現するのかにふれる。また、制御系に要求される特性はなにか、制御系の解析・設計に用いる道具はなにかを明らかにする。さらに、希望の特性を実現するため制御系に組み込むコントローラをどのようにして設計するのかなど、制御理論の基礎的な部分を学ぶ。 |
| 到達度目標 ／Outcomes Measured By: |
１．伝達関数とブロック線図を理解できる。(理解力、知識力) ２．システムの時間応答を計算できる。(理解力、知識力) ３．周波数応答法を使いこなすことができる。(理解力、論理力、知識力) ４．システムの安定性解析を行うことができる。(論理力、知識力) ５．制御性能、根軌跡法を理解し説明することができる。(理解力、知識力) ６．制御系設計を行うことができる。(論理力、総合力) |
| 授業計画 ／Course Schedule |
総授業時間数（実時間）；２４時間 第１週目 制御系の基本構成、ラプラス変換の導入(p.1-14) 第２週目 微分方程式とラプラス変換(p.14-23) 第３週目 伝達関数とブロック線図(p.23-33) 第４週目 システムの過渡応答(p.36-49) 第５週目 周波数応答（周波数伝達関数、ベクトル軌跡）(p.51-57) 第６週目 周波数応答（ボード線図）(p.58-66) 第７週目 周波数応答（ボード線図、ニコルス線図等）(p.51-71) 第８週目 システムの安定性 （ラウスの安定判別法等）(p.73-84) 第９週目 システムの安定性 （ナイキストの安定判別法）(p.84-92) 第１０週目 システムの安定性 （補足と例題）(p.73-92) 第１１週目 制御性能 （安定度）(p.94-97) および,ここまでのまとめ 第１２週目 制御性能 （定常特性、過渡特性）(p.98-112) 第１３週目 根軌跡法 （手順と応用）(p.113-129) 第１４週目 制御系設計（位相遅れ、位相進み補償、等） (p.131-152) 第１５週目 制御系設計（補足と例題）(p.131-152) 第１６週目 定期試験 ＃ 制御工学演習において演習問題,小テストを行うので,しっかり復習すること． |
| 教科書 ／Required Text |
制御工学の基礎 田中正吾編著 ; 山口静馬, 和田憲造, 清水光共著 森北出版 1996(ISBN:9784627914902) |
| 参考書等 ／Required Materials |
基礎制御工学 小林伸明著 共立出版 1988(ISBN:4320024273)
制御工学 : 基礎と例題 河合素直著 昭晃堂 1983(ISBN:4785611316) 自動制御理論 樋口龍雄著 森北出版 1989(ISBN:9784627726406) 自動制御 水上憲夫著 朝倉書店 1968(ISBN:4254225113) 古典制御論 吉川恒夫著 コロナ社 2014(ISBN:9784339032116) |
| 成績評価方法 ／Grading Guidelines |
試験（教科書、ノート類持ち込み不可）結果で判定。１００点満点で６０点以上を合格とする。 各到達度目標の評価方法は、次のように行う。 目標１-6．定期試験において計算問題や論述問題を出題し、達成度を評価する。 |
| 履修上の注意 ／Notices |
(1) 80％以上出席していない者は定期試験の受験資格を失うので注意すること。 (2) 定期試験の不合格者に対しては一定の評価点以上を得た者に再試験を行う。その他は原則として再履修とする。なお、再試験は60％以上の正解で合格とし６０点をあたえる。不合格者は再履修すること。 (3) ２０分以上の遅刻は欠席とみなすので注意すること。 (4) 夜間主コースの学生が本講義の単位を取得した場合は,他学科科目の単位となるので,承知しておくこと． (5) 休講等,授業変更は事前に授業中に通知する． |
| 教員メッセージ ／Message from Lecturer |
（１） 体系的に組み立てられた学問であるので、分量的にはきわめて少ない基礎的な部分をものにすれば、他の部分はそれをもとに容易に理解できる。したがって、問題を解くにあたっても、「そこで使う理論を確実に理解しているか」、「その数学的あるいは物理的意味がわかっているか」などを自分で確認することが大切である。 （２） 質問等があればオフィスアワーに関係なく、在室中いつでも最優先で応じるので来室のこと。 |
| 学習・教育目標との対応 ／Learning and Educational Policy |
●機械システム工学コースの学習・教育到達目標との対応 (C) 工学専門知識の修得 ・機械工学に関する専門知識を駆使して、工学システムにおける課題を解決できる。 ・エネルギー・環境、ものづくり、ロボットに関する技術的課題に挑むことができる。 ●JABEE に対応する学習・教育目標との対応 (d)当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力 |
| 関連科目 ／Related course |
科目関連表において,１年生のロボティクスの基礎などの学部共通科目,同時期開講の電気電子工学，制御工学演習，３年生のロボット工学，計測情報工学に関連する． この科目の履修にあたっては、機械力学Ⅰ、計測電子工学を履修ずみ、あるいは履修中であること。 今後の関連科目は、３学年開講のロボット工学、システム制御工学、機械システム工学実験、ロボティクス実験、４学年開講のロボティクス設計法、卒業研究I、II（テーマに依存）である。 |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考 ／Notes |
|---|---|---|---|---|
| 該当するデータはありません | ||||
|
Active learning 1-1 ／主体的学修（予復習，反転授業，小テスト，振り返り 等） |
該当なし |
|---|---|
|
Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
|
Active learning 2-1 ／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等） |
該当なし |
|
Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
|
Active learning 3-1 ／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等） |
該当なし |
|
Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |