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

2.00単位

講義 (Lecture)

2025年度前期

(Spring semester)

南 裕樹

工学研究科

日本語

目標4／目標9

授業日の12:10-13:00，B416

3◎／4◎／5◎

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【講義目的】「制御」とは、対象としているモノを思い通りに操ることである。制御技術は、家電製品、自動車、ロボット、発電所など、身のまわりのあらゆるところで使われている。システムを安心・安全・快適に使えるようにするためには、そのシステムの特性を正確に理解し、適切なコントローラを設計する必要がある。このような役割を担うのが「制御工学」である。本講義では、制御工学の基本となるフィードバック制御の概念と制御システムの伝達関数モデルに基づく解析・設計について解説する。

【達成目標】フィードバック制御、伝達関数、安定性、周波数特性などの制御工学の基礎的な概念について説明でき、簡単な系について計算ができるようになること。

動的システム、フィードバック制御、伝達関数、時間応答、安定性、周波数特性

【講義内容】本講義では、フィードバック制御の概念と制御システムの伝達関数モデルに基づく解析・設計について演習を交えて学ぶ。

【授業計画】
１．制御とは
２．制御システムのモデルベース設計
３．動的システム
４．伝達関数モデルと状態空間モデル
５．システムの時間応答
６．一次系と二次系の時間応答
７．極と時間応答の関係
８．Routh-Hurwitzの安定判別法
９．システムの周波数応答
１０．ボード線図
１１．ベクトル軌跡
１２．時間応答と周波数応答の関係
１３．PID制御
１４．Nyquistの安定判別法
１５．システムの安定余裕

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。

「はじめての制御工学改訂第2版」佐藤和也、平元和彦、平田研二著　講談社

「Pythonによる制御工学入門（改訂２版）」南裕樹著　オーム社
「MATLAB/Simulinkによるわかりやすい制御工学（第2版）」川田昌克、西岡勝博著　森北出版
「フィードバック制御入門」杉江俊治、藤田政之著　コロナ社
「制御基礎理論」 中野道雄, 美多勉共著　コロナ社

【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%、定期試験70%を基準として評価する。

レポートは、講義の中で講評する。
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、ほぼ必ず前回までの内容を全て踏まえた上で講義を行うため、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。
・一部の内容については、MATLABを利用して説明をする。理解を深めるためMATLAB (Control Toolboxを含む)を利用できるようにしておくことが望ましい。
・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