シラバス参照

科目名 自動制御 
科目名(英訳) Automatic Control  
科目ナンバー EL156F01 
担当者
(非)は非常勤講師

松本  純

単位数
開講学年 3年 
開講セメスター 春期毎週 
履修順序・履修情報  
担当者及び時間割 【春学期】
松本  純:金7-8 
カリキュラムの中での位置付け 学科専門教育科目の科目区分「電機・計測制御」に属する科目として、電気エネルギーを利用する際の利便性を向上させるのに不可欠な自動制御技術を学修する。 
身につく基礎力 調査・情報収集力  傾聴・受信力 



授業の主旨
(概要)
自動制御は現在,家電・自動車などの身近なものから,産業機械・発電設備・航空機など,あらゆる分野で用いられており,産業の発展や豊かな暮らしの実現には欠かせない技術である。その中でも,フィードバック制御,フィードフォワード制御,シーケンス制御などの自動制御の基礎技術およびシステムの表現方法について講義を行う。特に,フィードバック制御における時間応答,周波数応答および安定性について講義を行う。さらに,実際の制御系構成を念頭に置き,コンピュータを用いた電子計測制御の考え方について講義を行う。これにより,自動制御および電子計測制御の基本知識とその活用方法を身に付けることができる。 
具体的
達成目標
この講義では1入力1出力システムに対するフィードバック制御の基礎について学ぶ。具体的な目標としては,(1) 制御の基本的な考え方 (2) ラプラス変換の基礎とその使い方 (3) 伝達関数 (4) ブロック線図 (5) システムの応答と特性 (6) システムの安定判別 (7) 実システムの構成と概要 が理解できることを目指す。 
授業計画
1 【内容】   制御の歴史・適用事例・電子計測制御の概要とその基本的な考え方 
【授業外学習】   制御という言葉で連想されるものを調べてくる。
授業で学んだ制御の基本的な考え方を説明できるようにする。 
2 【内容】   ラプラス変換1:定義と使い方 
【授業外学習】   ラプラス変換について復習する。
ラプラス変換に関する演習プリントの内容を解けるようにする。 
3 【内容】   ラプラス変換2:常微分方程式への応用とシステムの応答 
【授業外学習】   部分分数分解,ラプラス逆変換について復習する。
ラプラス逆変換に関する演習プリントの内容を解けるようにする。 
4 【内容】   システムと伝達関数1:システムの表現と基本的な伝達関数 
【授業外学習】   ラプラス逆変換について復習する。
伝達関数の考え方を理解し,微分方程式から伝達関数を導出できるようにする。 
5 【内容】   システムと伝達関数2:高次系の伝達関数 
【授業外学習】   伝達関数について復習する。
汎用的な伝達関数表現について理解する。 
6 【内容】   ブロック線図1:システムの表現方法と使い方 
【授業外学習】   微分方程式と伝達関数との対応について復習する。
ブロック線図の考え方を理解し,ブロック線図から伝達関数が導出できるようにする。 
7 【内容】   ブロック線図2:様々なシステムのブロック線図 
【授業外学習】   伝達関数およびブロック線図について復習する。
ブロック線図に関する演習プリントの内容を解けるようにする。 
8 【内容】   システムの時間応答1:1次遅れ系の過渡応答と定常特性 
【授業外学習】   ブロック線図の変形について復習する。
複素領域(s領域)と時間領域(t領域)との関係性を理解する。 
9 【内容】   システムの時間応答2:2次遅れ系の過渡応答と定常特性 
【授業外学習】   1次遅れ系の特性について復習する。
2次遅れ系の構成要素およびその応答について理解する。 
10 【内容】   システムの周波数応答1:周波数応答の考え方 
【授業外学習】   システムの時間応答について復習する。
伝達関数から周波数伝達関数を導出し,振幅比および位相角を求められるようにする。 
11 【内容】   システムの周波数応答2:周波数特性の図式表現(ベクトル線図・ボード線図) 
【授業外学習】   周波数伝達関数について復習する。
折れ線近似を用いてボード線図を描けるようにする。 
12 【内容】   システムの安定判別1:安定の概念とラウス・フルビッツの安定判別法 
【授業外学習】   伝達関数および周波数伝達関数について復習する。
安定の概念について説明できるようにし,ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて安定判別を行えるようにする。 
13 【内容】   システムの安定判別2:ナイキストの安定判別法と安定余裕 
【授業外学習】   安定性について復習する。
ナイキストの安定判別法を用いて安定判別を行えるようにする。 
14 【内容】   コンピュータによる計測制御システムの構成 
【授業外学習】   ナイキストの安定判別法について復習する。
コンピュータを利用した制御系設計法の概要を理解する。 
15 【内容】   まとめ(シミュレーションによるシステムの応答の確認) 
【授業外学習】   これまでに学んだ内容を総復習する。 
授業方法
講義形式により進める。より理解を深めるため,演習を適宜実施する。授業外学修における課題やレポート等がある場合は、授業時間やCoursePowerの中でのコメントを通じて学生へのフィードバックを行う。 
成績の
評価方法
講義の最後に毎回行う小テスト50%,期末試験50%により評価する。 
成績の
評価基準
上述を数値化し,総計100点満点中60点以上を合格とする。 
教科書
No 書籍名 著者名 出版社 価格 ISBN/ISSN
1. 『基礎と実践 制御工学入門』  横山 修一,濱根 洋人,小野垣 仁  コロナ社  2940  978-4-339-03199-7 
 
参考文献
No 書籍名 著者名 出版社 価格 ISBN/ISSN
1. 『古典制御論』  吉川 恒夫   昭晃堂  3150  978-4-7856-9070-0