制御工学
担当者福嶋 勇太教員紹介
学年・開講期3年次 前期  [理工学部 情報電子工学科]
科目の種類専門
区分・単位選択 2単位
科目ナンバー3E324

授業の概要(ねらい)

産業や家電等、様々な分野で制御技術が取り入れられており、システム制御の考え方は大変重要なものとなっています。
この講義では、制御対象の特性を数理的に表現し、制御をする際に必要となる解析と設計を行うため、制御工学の基礎を学習します。
この科目は、D P4 Eに関連します。

授業の到達目標

( 1 )  制御対象システムのブロック線図を描くことができる。
( 2 )  制御対象の時間応答の解析ができる。
( 3 )  制御対象の周波数応答の解析ができる。
( 4 )  制御性能の評価方法の説明ができる。

成績評価の方法および基準

毎回の授業で行う課題(20%)と中間試験と定期試験(80%)により評価を行います。
全ての課題やレポートを提出してください。
フィードバックは、提出された課題・レポートに対する添削で行います。

教科書・参考文献

種別書名著者・編者発行所
教科書宇津木 諭「絵ときでわかる機械制御」(オーム社)、ISBN: 978-4-274-20287-2
適宜LMSを利用するとともに資料等を配布します。
参考文献

準備学修の内容

予習:LMSにアップロードするスライドを通読し、わからない箇所や疑問点はWebや書籍等で調べてきて下さい(1.5時間程度)
復習:授業とLMSにアップロードした解説をもとに、問題の復習をして下さい。解法がわからない場合は必ず次回の授業で質問して下さい。(1.5時間程度)

その他履修上の注意事項

進捗に応じて講義内容を適宜変更する場合があります。

授業内容

授業内容
第1回制御工学の概要
第2回ラプラス変換(1):代表的な時間関数のラプラス変換、ラプラス変換の性質、逆ラプラス変換
第3回ラプラス変換(2):微分方程式とラプラス変換
第4回伝達関数とブロック線図(1):伝達関数、ブロック線図、等価回路、基本要素
第5回伝達関数とブロック線図(2):一次遅れ系、二次遅れ系
第6回システムの時間応答:インパルス応答、ステップ応答、ランプ応答
第7回伝達関数の過渡特性と定常特性
第8回中間試験とまとめ
第9回フィードバック制御と安定性
第10回伝達関数の周波数特性(1):ベクトル軌跡とナイキスト軌跡
第11回伝達関数の周波数特性(2):ボード線図
第12回安定性解析(1):ナイキストの安定判別法
第13回安定性解析(2):安定余裕
第14回PID制御
第15回定期試験とまとめ