制御工学１｜シラバス情報

科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)

制御工学１

科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)

Control Engineering 1

授業コード　Class code

994325P

科目番号　Course number

43EECNT201

教員名

阪田　治

Instructor

Osamu Sakata

開講年度学期

2024年度後期

Year/Semester

2024/Second Semester

曜日時限

火曜3限

Class hours

Tuesday 3rd Period

開講学科・専攻　Department

工学部　電気工学科

Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering

単位数　Course credit

2.0単位

授業の方法　Teaching method

講義

Lecture

外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)

-

授業の主な実施形態　Main class format

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

概要　Description

自動制御の基礎理論として，古典制御理論がある。この理論は現在でも自動機器に多く適用されている理論である。当科目では、古典制御理論を理解するための必須事項について解説し、その利用方法についても身につけられるよう講義する。

目的　Objectives

電気、電子工学を専攻する学生が学ぶべき制御工学の基礎的事項として，古典制御理論全般について全般を学習することを目的とする。特に、制御理論で使われる定番の図の描画法や表現数式の作り方、制御システムの性能評価における見どころなど、古典制御を活用する上で最低限必要な事柄についてその概要を知る。

到達目標　Outcomes

・ブロック図によって制御系を表現することができる。
・ラプラス変換を使いこなすことができるようになる。
・制御系の安定性について調べることができる。
・周波数領域における制御系の振舞について調べることができる。
・古典制御理論における，各種基本項目に関して問題が解けるようになる。
・基本的なフィードバック制御系の設計ができるようになる。

卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/

履修上の注意　Course notes prerequisites

履修の前提となる科目、数学および電気数学，およびMATLABが使えるとよい。

アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）

小テストの実施　Quiz type test

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準備学習・復習　Preparation and review

MATLABを利用した演習課題を出すので、理解を深めるために取り組むこと。

成績評価方法　Performance grading policy

小テスト　40%
平常点（課題等）10%
期末試験　50%

学修成果の評価　Evaluation of academic achievement

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

教科書　Textbooks/Readings

教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)

Y

書誌情報　Bibliographic information

樋口龍雄著「自動制御理論　新装版」　森北出版

MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

参考書・その他資料　Reference and other materials

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授業計画　Class plan

1. 自動制御とは何か・システムの数学モデル　　
自動制御の定義、自動制御の方式を学ぶ。静的・動的システム、機械系・電気系モデルについて学ぶ。

2. 伝達関数の役割
伝達関数、ブロック図、ラプラス変換について学ぶ。

3. 動的システムの応答　　
動的システムのインパルス応答について学ぶ。

4. システムの応答特性
過渡特性と定常特性の違い、１次遅れ系の応答について学ぶ。

5. ２次遅れ形の応答
２次遅れ系のインパルス応答やステップ応答、応答と極の関係について学ぶ。

6. 極と安定性　　
システムの安定性の判定、過渡特性と極の関係、ラウスの安定判別法について学ぶ。

7. 制御系の構成とその安定性　　
フィードフォワードおよびフィードバック制御系の安定性、同制御系の設計について学ぶ。

8. フィードバック制御系の定常特性　　
定常偏差や内部モデル原理について学ぶ。

9. 周波数特性の解析・ボード線図の特性と周波数伝達関数　　
システムを構成する基本要素の周波数特性について学ぶ。ボード線図の合成、１次遅れ系や２次遅れ系の周波数伝達関数、ベクトル軌跡について学ぶ。

10. ナイキストの安定判別法
フィードバック制御系の安定性判別におけるナイキスト線図の利用について学ぶ。

11. ループ整形法によるフィードバック制御系の設計
制御系の性能評価とループ整形の関係、ループ整形法の考え方について学ぶ。

12. フィードバック制御系設計法１
ボード線図を用いた設計法を学ぶ。

13. フィードバック制御系設計法２
根軌跡を用いた設計法を学ぶ。

14. PID制御　　
PIDコントローラとは何か、PIDコントローラの設計について学ぶ。

15. まとめ
到達度評価試験および解説

授業担当者の実務経験　Work experience of the instructor of the class

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教育用ソフトウェア　Educational software

MATLAB/Simulink

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備考　Remarks

現代制御理論は制御工学２で扱う。実用的な制御工学を修めるためには制御工学２も履修することが望ましい。

授業でのBYOD PCの利用有無　Whether or not students may use BYOD PCs in class

Y

授業での仮想PCの利用有無　Whether or not students may use a virtual PC in class

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