機械工学(機械系)の分野に進んだ学生を対象としてモデリングと制御に関する科目として以下の点を中心に講義し,演習も行う.
1.電動モータ系,電気回路,振動系等のモデリング(伝達関数の導出,ブロック線図の利用法など)
2.線形時不変システムの解析手法(特性解析,安定性解析など)
3.フィードバック制御系の設計法(PID制御,動的補償器など)
1.線形時不変システムの力学モデルや電気回路から伝達関数を導出できる
2.ブロック線図やベクトル軌跡,ボード線図を用いた解析手法を理解し,それらを基礎に伝達関数で示されたシステムの特性を調べることができる
3.安定性の定義を説明でき,システムの安定性を調べることができる
4.古典制御理論に基づいたフィードバック制御の考え方やその設計法を理解し,設計仕様を満足する制御系を設計できる
この科目は,学修目標の
4. 【展開力】(探究力又は設定力)整理及び分析できる力
6. 機械工学の発展的専門学力
7. 専門知識を活用して新たな課題解決と創造的提案を行う能力
の修得に対応する.
システムとモデリング,ラプラス変換,伝達関数,ブロック線図,過渡特性,周波数特性,ナイキスト線図,ボード線図,安定性,安定判別,制御系設計,PID制御,動的補償器
✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
講義の最初に,講義に必要となる基礎知識の確認や前回講義の復習のため小テストを行う.
講義の前に講義資料を配布し,講義ではパワーポイントを使用する.
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | システムとモデリング | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第2回 | ラプラス変換と伝達関数 (1) | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第3回 | ラプラス変換と伝達関数 (2) | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第4回 | ブロック線図 | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第5回 | 過渡特性 (1) | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第6回 | 周波数応答 - ナイキスト線図 | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第7回 | 周波数応答 - ボード線図 (1) | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第8回 | 中間試験 | なし |
第9回 | 過渡特性 (2) | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第10回 | 周波数応答 - ボード線図 (2) | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第11回 | 安定性と安定判別 (1) | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第12回 | 安定性と安定判別 (2) | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第13回 | 制御系設計 (1) PID制御器 | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第14回 | 制御系設計 (2) PID制御器 | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
第15回 | 制御系設計 (3) 動的補償器 | 講義の最初に演習(小テスト)を行う. |
講義資料を配布する.
例えば,「演習で学ぶ基礎制御工学」,森 泰親,森北出版
配点は,中間試験・期末試験(80%),演習(20%)
工業力学,複素関数論,常微分方程式を履修していること,または同等の知識があること.
MEC.I332:メカトロニクス演習の履修には本講義の履修が望ましい.