2021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 | 安部 明雄 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | H22J |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 航空機・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理論を学ぶ．周波数応答法，根軌跡法，ナイキストの安定判別法を理解し，制御系の解析・設計の手段として利用できるようにする． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
対面とメディアを併用するハイブリッド型授業で実施する． この授業の用のClassroomは設置する． |
| 履修条件 | 制御工学Ⅰと制御工学Ⅱを併せて，古典制御理論（第1世代）の内容をカバーできます．制御工学Ⅰの内容を理解していることは必須で，前期設置の信号処理との関わりも深く併せて受講して理解を深めてほしい． |
授業計画
| 第1回 | ✈ 授業全体及び制御工学について解説 ✈ 制御工学Ⅰのおさらい1 【事前学習】ラプラス変換，伝達関数，ブロック線図について制御工学Ⅰの内容を確認する（12０分） 【事後学習】ラプラス変換，伝達関数，ブロック線図について復習する（120分） |
|---|---|
| 第2回 | ✈ 制御工学Ⅰのおさらい2 【事前学習】過渡応答と極の関係，過渡特性の評価について制御工学Ⅰの内容を確認する（12０分） 【事後学習】過渡応答と極の関係，過渡特性の評価について復習する（120分） |
| 第3回 | ✈ 制御工学Ⅰのおさらい3 【事前学習】周波数応答法・ボード線図について制御工学Ⅰの内容を確認する（12０分） 【事後学習】周波数応答法・ボード線図について復習する（120分） |
| 第4回 | ✈ 周波数応答法1 【事前学習】1次遅れ系，2次遅れ系，低域通過フィルタ，高域通過フィルタの周波数特性について調べる（6０分） 【事後学習】1次遅れ系，2次遅れ系，低域通過フィルタ，高域通過フィルタの周波数特性について学んだことを復習する（180分） |
| 第5回 | ✈ 周波数応答法2 【事前学習】航空機の姿勢制御系を例に周波数解析の方法について調べる（6０分） 【事後学習】航空機の姿勢制御系を例に周波数解析の方法について学んだことを復習する（180分） |
| 第6回 | ✈ 中間の演習 制御工学の基礎と周波数応答法について 【事前学習】第1~5回で学んだ内容について復習する（18０分） 【事後学習】演習で出題された問題の内容を復習する（60分） |
| 第7回 | ✈ 根軌跡法1 【事前学習】根軌跡法の意味と性質1～3を確認する（60分） 【事後学習】根軌跡法の意味と性質1～3の授業で学んだ内容を復習する（180分） |
| 第8回 | ✈ 根軌跡法2 【事前学習】根軌跡法の意味と性質4～9を確認する（60分） 【事後学習】根軌跡法の意味と性質4～9の授業で学んだ内容を復習する（180分） |
| 第9回 | ✈ 根軌跡法3 【事前学習】根軌跡法を用いるの具体的な例題に調べる（60分） 【事後学習】根軌跡法を用いる具体的な例題について授業で学んだ内容を復習する（180分） |
| 第10回 | ✈ 根軌跡法4 【事前学習】航空機・宇宙機の姿勢制御系の根軌跡法を用いた評価について調べる（60分） 【事後学習】航空機・宇宙機の姿勢制御系の根軌跡法を用いた評価について授業で学んだ内容を復習する（180分） |
| 第11回 | ✈ ナイキストの安定判別法1 【事前学習】ナイキストの安定判別法の意味と内容を確認する（60分） 【事後学習】ナイキストの安定判別法の授業で学んだ内容を復習する（180分） 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 | ✈ ナイキストの安定判別法2 【事前学習】ナイキストの安定判別法の具体的な例題を調べる（60分） 【事後学習】ナイキストの安定判別法の例題について授業で学んだ内容を復習する（180分） |
| 第13回 | ✈ ナイキストの安定判別法3 【事前学習】ナイキストの安定判別法のゲイン余有と位相余有について調べる（60分） 【事後学習】ナイキストの安定判別法のゲイン余有と位相余有について授業で学んだ内容を復習する（180分） |
| 第14回 | ✈ 根軌跡法，周波数応答法，ナイキストの安定判別の対応と比較 【事前学習】ここまで学んだ根軌跡法，周波数応答法，ナイキストの安定判別の手法を比較しながら内容を復習する（60分） 【事後学習】根軌跡法，周波数応答法，ナイキストの安定判別の手法を比較について授業で学んだことを復習する（180分） |
| 第15回 | ✈ 総括と演習 【事前学習】根軌跡法とナイキストの安定判別法について復習する（180分） 【事後学習】演習で出題された問題について復習する（60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
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| 参考書 |
木村英紀 『制御工学の考え方―産業革命は「制御」からはじまった (ブルーバックス) 』 講談社 2002年
佐藤和也，平元和彦，平田研二 『はじめての制御工学』
・1冊目は，イメージわきにくい「制御工学」の役割・意義を数式を使わずに，わかりやすく解説している本です．
・2冊目は，制御工学の初学者向けにわかりやすく説明されている良書です．
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| 成績評価の方法 及び基準 |
課題等の平常点20~30%，演習・試験を60~70%で採点する |
| 質問への対応 | Classroomのコメント機能かメール，対面では授業の前後か研究室で対応する． 学べば学ぶほど疑問点が出てくるのは当たり前で，遠慮しないで質問してほしい． |
| 研究室又は 連絡先 |
3号館2階322室 abe.akio@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 14:00 ～ 16:00
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| 学生への メッセージ |
「対象を制（せい）し，御（ぎょ）する」制御工学は，対象物に望ましいふるまいをさせるのに必須の技術分野です．制御工学は航空宇宙分野や機械系はもとより，電気系にも共用の横断的な学問です．この授業を通して，異なる現象に対して同じまたは同様の手法や概念が適用可能であることを見抜く，システム工学における同型性の思考を養い将来の糧としてください． |