制御システムⅠ

Automatic Control I

専門教育科目

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工学部

3年

HETBK3MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度前期

(Spring semester)

多田 和也

工学研究科

日本語

目標4／目標9

水曜日12:00〜13:00 B312研究室

tada@eng.u-hyogo.ac.jp

3◎／4◎／5◎

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【講義目的】例えばエアコンで冷房する際に常時フルパワーで動かしていれば寒くなりすぎ，エネルギーも無駄になる。一方，人の手で常に電源を入れたり切ったりして調節するのは面倒であるし，室温を一定に保つのは至難の業である。そのため，温度センサなどのさまざまな要素を組み合わせて望ましい室温に保つように制御が行われる。しかしながら，要素の組み合わせ方によっては思わぬ不都合を引き起こす可能性があり，これを避ける必要がある。このように，様々な要素を組み合わせて望ましい動作を引き出すために有用な，周波数領域に基づくフィードバック制御理論の基礎的な考え方を解説する。
【達成目標】伝達関数，ブロック線図，安定性などといった古典制御理論の基礎的な概念について説明でき，第一種電気主任技術者試験に出題される程度の低次の場合について計算ができるようになること。

キーワード：制御の概念，制御の構成，伝達関数，過渡特性，周波数特性，安定性

【講義内容】本講義では，周波数領域に基づくフィードバック制御理論について演習を交えて学ぶ。

【授業計画】
１．システムとフィードバックの基本的概念
２．伝達要素の動特性
３．PID制御の考え方
４．システムと微分方程式
５．ラプラス変換の復習
６．ラプラス逆変換と部分分数展開
７．伝達関数とその例（RLCローパスフィルタ，機械振動系，DCモータ）
８．一次系と二次系の過渡応答
９．定常特性と制御の型・中間試験
１０．システムの周波数応答
１１．ベクトル軌跡
１２．ボード線図とその合成
１３．ラウス・フルビッツの安定判別法
１４．ナイキストの安定判別法
１５．システムの安定性と補償器の設計

生成系AIの利用： 生成系AIの利用については教員の指示に従うこと。生成系AIによる出力結果をそのまま課題レポートとして提出してはいけない。生成系AIによる出力をそのまま提出したことが判明した場合は単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。

「制御基礎理論」 中野道雄, 美多勉共著　コロナ社（昭晃堂の版も可）

「制御工学を学ぶ人のために」 上滝政孝著　オーム社
「基礎制御工学」 小林伸明著　共立出版
「自動制御の講義と演習」（増補改訂版）　添田喬, 中溝高好共著　日新出版

【予習】授業に際して指示する教材を事前読み込み・視聴（20ｈ）
【復習】レポート作成（6回、20ｈ），講義内容の理解を深め定着させるためにテキスト・ノートを読み直し（20ｈ）

採用しない

【成績評価の基準】講義目的・到達目標に記載する能力の到達度に基づき、S(90点以上),A(80点以上),B(70点以上),C(60点以上)による成績評価のうえ，単位を付与する。
【成績評価の方法】提出物30%，試験(中間試験+期末試験)70%を基準として評価する。

レポートは，特徴的な内容のものを講義の中で紹介しながら講評する。
定期試験は，授業評価アンケートの教員コメント欄に試験結果に関するコメントもあわせて記載する。

・受講前に電気回路基礎，電気回路I，電気回路IIの単位を取得していることが望ましい。
・科目の性質上，ある回の講義は，ほぼ必ず前回までの内容を全て踏まえた上で行なうため，演習問題などを通じて毎回確実に理解するように努めること。
・病気などでやむを得ず欠席する場合は，診断書(コピー可）を提出すること。

該当しない