| 科目名 |
制御基礎 |
| 担当教員 |
王 碩玉,岡 宏一 |
| 対象学年 |
2年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ａ１１３ |
開講学期 |
１学期 |
| 曜日・時限 |
月２,木２ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
|
| 備考 |
|
| 授業の詳細1 |
講義の目的
制御は，「昔はあれば便利」という程度だったが，日常生活でお世話になっているテレビ，冷蔵庫などの家電製品から航空機，人工衛星に至るまで，われわれの身の回りにあるものには制御技術が使われており，制御は無くてはならない存在となっている．制御基礎では，定性的な基本概念を学習した上で，古典制御の基礎を理解する．
キーワード：システム，オープンループ制御，フィードバック制御，極とゼロ点，過渡応答，安定性，伝達関数，ブロック線図
|
| 授業の詳細2 |
講義の進め方
講義は，前半を王，後半を岡が担当する．
まず，自動車のアクティブサスペンション制御などのビデオや知能ロボット制御の動画を用いて，定性的な制御の基本概念を理解する．その後，伝達関数やブロック線図を説明し，それに基づいてシステムの過渡応答解析と安定性，およびフィードバック制御系の特性について学習する．
|
| 授業の詳細3 |
達成目標
１．線形システムとは何かを説明できる．
２．電気回路やバネマス系などのシステムを伝達関数で表すことができる．
３．ブロック線図の変換法を用いて，全体伝達関数を求められる．
４．システムの応答を極の位置と関連づけて考えることができる．
５．安定性の概念を理解し，システムの安定性が判別できる．
６．フィードバック制御系における感度特性，定常特性を求めることができる．
|
| 授業の詳細4 |
１．制御とは
制御の定義，実例，制御システムの構成要素，制御のメリット
制御工学の歴史，自動制御の分類，これからの制御，未来の制御−知能ロボット
２． 開ループ制御と閉ループ制御
開ループ制御の利点と欠点，閉ループ制御の利点と欠点，フィードバック制御系の構成要素，負フィードバックと正フィードバック
３．ダイナミカルシステムと線形化
バネマス系，RLC回路，微分方程式，線形システム，重ね合わせの原理，システムの線形化
４．ラプラス変換
ラプラス変換の定義，常用関数（単位ステップ関数，指数関数，一次線形関数，正弦関数）のラプラス変換計算
５．伝達関数
伝達関数の定義，微分方程式から伝達関数への変換，基本的な伝達関数の例
６．ブロック線図
ブロック線図，ブロック，加えあわせ点，引き出し点，ブロック線図の結合方式，ブロック線図の等価変換
７．演習
1.〜6.について演習
８．中間試験
範囲：１．〜７．
|
| 授業の詳細5 |
９．インパルス応答とステップ応答
単位インパルス関数，単位ステップ関数，たたみ込み積分
１０．１次系の応答，２次系の応答
１次遅れ系，逆ラプラス変換，時定数，ゲイン，２次遅れ系，減衰係数，自然角周波数
１１．極・ゼロ点と過渡応答
極の位置とインパルス応答，立ち上がり時間，遅れ時間，制定時間，オーバシュート，行き過ぎ時間，減水比，代表極，逆ぶれ
１２．ダイナミカルシステムの安定性
安定性，安定性の条件，ラウスの安定判別法，フルビッツの安定判別法
１３．感度特性と定常特性
パラメータ変化に対する感度，外乱に対する感度，目標値に対する定常偏差，システムの型と定常偏差，外乱に対する定常偏差
１４．根軌跡
フィードバックゲインと極の関係，特性根，根軌跡，根軌跡の性質，根軌跡の描き方
１５．演習
9.〜14. について演習を行なう
１６．定期試験
範囲：9．〜15．
|
| 授業の詳細6 |
テキスト：フィードバック制御入門，コロナ社
参 考 書： 土谷，江上： 基礎システム制御工学，森北出版株式会社
|
| 授業の詳細7 |
成績評価： 総合で60点以上達成された場合を合格とする．点数配分は次のとおりである．
小テスト20点（［2点/1 回］×10回 ＝ 20点）
中間試験40点（内訳：基礎問題30点，発展問題10点）
定期試験40点（内訳：基礎問題30点，発展問題10点）
|
| 授業の詳細8 |
|
| 授業の詳細9 |
|
| 授業の詳細10 |
|