2019年 理工学部 シラバス - 航空宇宙工学科
設置情報
| 科目名 | 制御工学Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 航空宇宙工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 嶋田 有三 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜3 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | H43F |
| クラス | 航空宇宙工学科３年 | ||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 航空宇宙機や機械システムを開発・設計するために必要とされる制御工学の基礎を学ぶ．そのための計算力を養成する．さらに，動的システムを解析・設計できるように，制御理論に対する理解力も身につける． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
授業は，自宅での予習と復習が容易なように，できるだけ教科書に沿って説明するので，授業中はノートをとることよりも，式展開の説明に意識を集中すること． |
| 履修条件 | 制御工学Ⅰの内容を理解していることが必須である． |
授業計画
| 第1回 | 周波数応答１（制御工学Ⅰの周波数応答の復習） 予習：教科書の１０９ー１１６頁を復習して臨む（６０分） 復習：周波数応答の意味を説明でき，周波数伝達関数が求められるようになること．（１８０分） |
|---|---|
| 第2回 | 周波数応答２（各種要素のボード線図） 予習：教科書の１１６ー１２４頁を予習して臨む（６０分） 復習：伝達関数の各基本要素について，ポイントを押さえたボード線図が描けるようになること（１８０分） |
| 第3回 | 周波数応答３（ボード線図の作図と複素ベクトル的解釈） 予習：教科書の１２８ー１３６頁を予習して臨む（６０分） 復習：各基本要素を組み合わせたボード線図が描けるようになること．最小位相系と飛行特性の関連性が説明できるようになること．（１８０分） |
| 第4回 | s平面における安定判別法（ラウスの安定判別法） 予習：教科書の１４１ー１４８頁を予習して臨む（６０分） 復習：ラウスの安定基準に従って安定性が判別でき，中立時の根位置が求められるようになること．（１８０分） |
| 第5回 | 根軌跡法１（根軌跡の概念、諸性質） 予習：教科書の１５３ー１５７頁を予習して臨む（６０分） 復習：振幅条件，位相条件，根軌跡の諸性質が導けるようになること．（１８０分） |
| 第6回 | 根軌跡法２（各種例題による根軌跡の作図練習） 予習：教科書の１５７ー１６４頁を予習して臨む（６０分） 復習：漸近線の公式が導けるようになり，根軌跡の諸性質を使って根軌跡が描けるようになること．（１８０分） |
| 第7回 | 根軌跡法３（航空機・宇宙機の姿勢制御系設計） 予習：教科書の１６５ー１７１頁を予習して臨む（６０分） 復習：航空機・宇宙機の姿勢制御システムの根軌跡が描け，これらを説明できるようになること．（１８０分） |
| 第8回 | 根軌跡法４（複数パラメータの設計とその例） 予習：教科書の１７２ー１７６頁を予習して臨む（６０分） 復習：複数パラメータを有するサーボモータと航空機の制御問題を，根軌跡法を用いて解析できるようになること．（１８０分） |
| 第9回 | 根軌跡法５（根軌跡法のまとめ） 予習：（０分） 復習：多数の一巡伝達関数の根軌跡を，分母・分子の次数差に応じて分類し，描けるようになること．（２４０分） |
| 第10回 | 中間試験：実施日は理解状況，教室の空き状況，監督補助の手配等で２週間程度前後する． 教科書の１０９ー１７６頁と，ノートの該当部分を復習して試験に臨む（１５０分） 試験時間（６０分） 解 説（３０分） |
| 第11回 | 周波数領域における安定判別法１（等角写像とコーシーの定理） 予習：教科書の１８３ー１８６頁を予習して臨む（６０分） 復習：簡単な等角写像を筆算で描くことができ，コーシーの定理が説明できるようになること（１８０分） |
| 第12回 | 周波数領域における安定判別法２（ナイキスの安定判別法） 予習：教科書の１８７ー１９２頁を予習して臨む（６０分） 復習：ナイキストの安定基準を導くことができ，ナイキスト線図が描けるようになること．（１８０分） |
| 第13回 | 周波数領域における安定判別法３（ナイキスト線図の作図例） 予習：教科書の１９２ー２００頁を予習して臨む（６０分） 復習：一巡伝達関数のナイキスト線図が描け，安定判別ができるようになること．（１８０分） |
| 第14回 | 周波数領域における安定判別法４（ゲイン余有と位相余有） 予習：教科書の２０１ー２０４頁を予習して臨む（６０分） 復習：ゲイン余有，位相余有の意味を説明できるようになること．（１８０分） |
| 第15回 | ナイキスト線図とニコルス線図 予習：教科書の１８３ー２１５頁を予習して臨む（６０分） 復習：ナイキスト線図とボード線図を描き，ゲイン余有・位相余有から相対安定性が議論できるようになること．さらに，二コルス線図が読めるようになること．（１８０分） |
その他
| 教科書 |
嶋田有三 『わかる制御工学入門』 産業図書 2009年 第4版
制御工学Iの授業の初回に販売します。
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| 参考書 |
鈴木隆 『自動制御理論演習』 学献社
タイトルに演習とあるが，制御理論についてもよく書かれており，名著であるが，やや難しいかも知れない．しかし，この本に沿って学習すれば，ほぼすべての大学院の受験対策になる．
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| 成績評価の方法 及び基準 |
中間試験（５０％），定期試験（５０％）の総合成績で評価する。中間試験の実施日は授業の理解状況，教室の空き状況，監督補助の手配等で２週間程度前後します。 |
| 質問への対応 | 授業の直後の教室，あるいは3１６室で対応する． |
| 研究室又は 連絡先 |
３号館3１６室 |
| オフィスアワー |
木曜 船橋 12:10 ～ 13:00
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| 学生への メッセージ |
中間試験・期末試験とも，内容の理解度を調べる形の出題をする．例題は必ず解けるようにしておくこと．理論的な理解力を調べるため，公式の証明，導出問題も必ず出題する． |