2019年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | 制御理論 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 渡部 政行 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M52O |
| 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 | これまで習った物理（理学）が，どのように技術（工学）に生かされるかを理解する． 具体的には，系のモデル化・系の特性解析・制御系の設計および評価など、 制御工学の基礎的な概念の習得する． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
板書を中心に講義を進めます． 理解度を深めるために、講義中に数回小テストを行います． 小テストに関しては適時，解説を行います． |
| 履修条件 | 微分方程式を解くための数学的な基礎知識が必要です． ただし講義中でも使用する数式や数学的な知識に関しては説明します． |
授業計画
| 第1回 | 制御理論の概説： 開ル－プ制御閉ル－プ制御／フィードバック制御／動的システムの微分方程式による表現 予習：通常の微分方程式の解法に関して【30分】 復習：システムのモデル化とは？【90分】 |
|---|---|
| 第2回 | 数学的な準備： 線形微分方程式／ラプラス変換と逆ラプラス変換 予習：ラプラス変換の定義に関して【30分】 復習：代表的なラプラス変換および逆変換に関して【90分】 |
| 第3回 | 数学的な準備： ラプラス変換の一覧表／ラプラス変換と逆ラプラス変換の計算法／初期値公式と最終値公式 予習：ラプラス変換・逆変換の表作成【30分】 復習：ラプラス変換を用いた各種定義の確認【90分】 |
| 第4回 | 数学的準備： ラプラス変換・逆ラプラス変換を用いた実用的な計算法／部分分数展開による計算法 予習：部分分数展開に関して【30分】 復習：ラプラス変換を用いた微分方程式の解法に関して【90分】 |
| 第5回 | 数学的準備： 様々な入力信号のラプラス変換／ラプラス変換による微分方程式の解法 予習：システムの入力の種類を調べる【30分】 復習：ラプラス変換を用いた微分方程式の解法【90分】 |
| 第6回 | 伝達関数： 伝達関数の定義／システムとその伝達関数／比例要素／微分要素法／積分要素／ 予習：第1～5回のまとめ【30分】 復習：伝達関数の概念に関して【90分】 |
| 第7回 | 伝達関数： 一次遅れ要素／二次遅れ要素／微分方程式より伝達関数の導出例 予習：伝達関数の形と要素の種類を確認する【30分】 復習：伝達関数の求め方【90分】 |
| 第8回 | 伝達関数： ブロック線図／直列結合・並列結合・フードバック結合／ブロック線図の等価変換 予習：複雑なシステムのモデル化に関して【30分】 復習：ブロック線図の概念【90分】 |
| 第9回 | 過渡応答： 過渡応答と基本的な伝達関数／インパルス応答とステップ応答／ 予習：過渡特性とは【30分】 復習：インパルス応用とステップ応答に関して【90分】 |
| 第10回 | 過渡応答： 一次遅れ要素／二次遅れ要素／過渡応答と安定性 予習：システムとその過渡応答に関して【30分】 復習：特に二次遅れ要素を復習する【90分】 |
| 第11回 | 過渡応答と周波数応答の違い 予習：周波数応答とは何か？【30分】 復習：複素数に関して【90分】 |
| 第12回 | 周波数応答： 周波数応答の定義／周波数伝達係数／ボーデ線図／ 予習：周波数応答の概念に関して【30分】 復習：周波数伝達関数に関して【90分】 |
| 第13回 | 周波数応答： 比例要素／微分要素法／積分要素／ 予習：ボーデ図（片対数グラフ）の書き方関して【30分】 復習：各種周波数応答に関して【90分】 |
| 第14回 | 系の安定性： 制御系の安定性／安定性判別法／ラウスの安定判定法／他 予習：安定性とはなにか【30分】 復習：安定性の評価に関して【90分】 |
| 第15回 | 平常試験およびその解説 予習：講義全般【30分】 復習：平常試験の解説を再確認する【90分】 |
その他
| 教科書 | |
|---|---|
| 参考書 | |
| 成績評価の方法 及び基準 |
講義内試験を予定していますが，講義室の空き状況により変更する 可能性があります．詳しくは講義中にアナウンスします． 講義内試験または期末試験(80%)と講義内に行う小テスト(20%)で 総合的に評価します． |
| 質問への対応 | 質問は、いつでもどうぞ。 駿河台校舎，船橋校舎，どちらにいるかわかりませんので， 事前にメールなどで連絡してください． |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎8号館2階 823F室，TEL 03-3259-0917 船橋校舎 物理実験A棟，TEL 047-469-5350 e-mail m_watanabe@phys.cst.nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 14:00 ～ 16:00
火曜 船橋 14:00 ～ 16:00
水曜 駿河台 12:30 ～ 13:00
木曜 船橋 12:00 ～ 13:00
金曜 駿河台 12:30 ～ 13:00
土曜 船橋 14:00 ～ 16:00
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| 学生への メッセージ |
オフィスアワー以外でも質問はＯＫです． 講義で理解できなかったことは必ず質問し，理解しましょう． |