2019年 理工学部 シラバス - 電子工学科
設置情報
| 科目名 | 制御理論 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電子工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 作田 幸憲 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | J12D |
| クラス | |||
| 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 | エアコンやテレビなどの家電機器を始め，自動車，ロボット，･･･，工場にいたるまで自動制御を活用したものが多くあり，我々の生活を楽にしている。本講義では“自動制御”とはどのようなものかを考察し，制御工学の基礎である線形制御理論を理解する。 この講義を修得することにより，主として時間応答に対するフィードパック制御系の応答を理解することができるようになる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
板書を中心とした講義形式で授業を進める。また，理解を助けるため，適宜内容を補充しながら講義を進める。更に，随時，演習を行う外，宿題を課し，理解を深めるよう授業を行う。 |
| 履修条件 | 「回路理論I･II」，「微分方程式」，「過渡現象」を修得していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 制御とは：制御系の標準的構成と目的について，第1章に基づいて勉強する。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
|---|---|
| 第2回 | システムには静的システム，動的システムの2種類があることを理解し，動的システムの挙動が微分方程式により表現されることを勉強する。教科書のp.13からp.16を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第3回 | 微分方程式の解法として，ラプラス変換が有効であることを理解し，例題を通じてその有効性について理解を深める。教科書の付録にある「ラプラス変換」(p.188～p.195)を勉強しておくこと（予習180分）。今回の内容に因んだ課題を出題するので解答しておくこと（復習180分）。 |
| 第4回 | ダイナミカルシステムの表現：前回出題の解答を示すと共に，線形システムの微分方程式による表現とその性質，非線形システムの線形化について勉強する。教科書のp.16からp.20を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第5回 | 伝達関数の定義，電気系・機械系システムを例に伝達関数の導出について理解を深める。教科書のp.20からp.25を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと，また，[例2.12]磁気浮上系について式(2.36)から(2.41)までの導出を実施しておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第6回 | むだ時間要素の外，ブロック線図による表現，ブロック線図の結合方式について勉強する。教科書のp.26からp.32を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第7回 | ブロック線図の等価変換，簡単化等について，演習を実施し，勉強する。教科書のp.32からp.32を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと，および章末の演習問題[2]，[5]，[6]を解いておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第8回 | システムの過渡応答：インパルス応答，ステップ応答の重要性を知り，具体的に1次系システムを例としてその応答を求めることについて勉強する。教科書のp.39からp.45を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第9回 | 前回に引き続き，2次系システムの応答について勉強する。教科書のp.45からp.49を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第10回 | 極・零点と過渡応答の関係からシステムの安定性について勉強する。さらに，演習を実施し，理解を深める。教科書のp.50からp.54を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第11回 | ダイナミカルシステムの安定性の条件について考察し，併せて，安定判別法についても勉強する。教科書のp.54からp.63を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第12回 | フィードバック制御系の特性：フィードフォワード制御系と対比しながら，感度特性について勉強する。教科書のp.67からp.71を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第13回 | 更に，定常特性，定常偏差について勉強する。教科書のp.71からp.73を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと，併せて，[例4.3]の時間応答が図4.4となることを誘導しておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第14回 | 定常偏差を零とするための条件について考察すると共に，外乱に対する定常偏差を零とするための条件についても勉強する。また，演習問題を通じて，系の応答について理解を深める。教科書のp.74からp.76を読んで分からないところ等を質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。勉強した重要項目について学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第15回 | 理解度確認試験に備えて，十分に勉強しておくこと（予習180分）。理解度確認試験およびその解説。また，試験に対する解説を基に内容の理解を深めること（復習60分）。 |
その他
| 教科書 |
杉江俊治，藤田政之 『フィードバック制御入門』 コロナ社
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| 参考書 |
作田幸憲，今池 健，永田知子 『エレクトロニクスのための回路理論』 コロナ社
ラプラス変換，逆ラプラス変換に不安がある人は、この教科書の10章を勉強して、活用してください。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
理解度確認試験により評価する。 |
| 質問への対応 | いつでも対応します。 |
| 研究室又は 連絡先 |
4号館 413室， sakuta.yukinori@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 12:15 ～ 13:15
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| 学生への メッセージ |