- 開講元
- 機械系
- 授業形態
- 講義 (ハイフレックス型)
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 月5-8(I121)
- クラス
- A
- 科目コード
- MEC.I312
- 単位数
- 2
- 開講年度
- 2022年度
- 開講クォーター
- 2Q
- シラバス更新日
- 2022年3月16日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
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講義の概要とねらい
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）
到達目標
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．フィードバック制御系の定常特性や過渡特性を評価できる．
5. 古典制御理論に基づいて，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．
キーワード
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
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 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) |
授業の進め方
講義の最後に演習を行い，レポートを課す．
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
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | システムとモデリング | システムとモデリングに関する理解．フィードバック制御システムに関する理解 |
| 第2回 | ラプラス変換と伝達関数 (1) | ラプラス変換による伝達関数の導出． |
| 第3回 | ラプラス変換と伝達関数 (2) | ラプラス変換による伝達関数の導出． |
| 第4回 | ブロック線図 | ブロック線図に関する理解 |
| 第5回 | 過渡特性 | 過渡応答の導出 |
| 第6回 | 周波数応答 - ナイキスト線図 | ナイキスト線図の理解 |
| 第7回 | 周波数応答 - ボード線図 (1) | 1次遅れ系，2次遅れ系のボード線図の理解 |
| 第8回 | 周波数応答 - ボード線図 (2) | 位相遅れ補償器，位相進み補償器のボード線図 |
| 第9回 | ナイキストの安定判別 | フィードバック系の安定性の理解，ナイキストの安定判別法の習得 |
| 第10回 | 位相余裕，ゲイン余裕 | 位相余裕，ゲイン余裕の意味の理解 |
| 第11回 | フィードバック系の定常特性 | フィードバック系の定常特性の意味の理解 |
| 第12回 | フィードバック系の性能評価 | フィードバック系の性能評価の理解 |
| 第13回 | PID制御器，位相進み補償制御器の設計 | PID制御，位相進み補償による制御系の設計法の修得 |
| 第14回 | 位相遅れ補償器の設計 | 位相遅れ補償による制御系の設計法の修得 |
授業時間外学修（予習・復習等）
学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
講義資料を配布する．
参考書、講義資料等
例えば，「演習で学ぶ基礎制御工学」，森 泰親，森北出版
成績評価の基準及び方法
配点は，レポート 70%，期末試験 30%
ただし，期末試験を実施できない場合にはレポート等で評価します．
関連する科目
- ロボット機構学
- 計測工学基礎
- MEC.I332 ： メカトロニクス演習
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
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．
