山梨大学電子シラバス

授業科目名

担当教員

システム制御工学I演習

阪田　治

時間割番号

単位数

コース

履修年次

期別

曜日

時限

262059

前期

水

［概要］

自動制御理論はロボットなどの自動機械を，ある目的にそって動作させるための理論である。その自動制御の中で基礎となるのがフィードバック制御である。ここでは，システム制御工学Iの講義の進行に合わせてコンピュータによるシミュレーションなどの演習を行い，伝達関数を基礎とするフィードバックシステムについての理解を深めることを目的とする。コンピュータを用いたシミュレーションには主としてMATLABを用いる。MATLAB(MATrix Laboratory)は高度な数値計算，視覚化，そしてプログラミングが扱える科学技術計算のためのツールである。MATLABを利用することで容易に制御システムの特性評価やシミュレーションが行えるので，さまざまな観点から制御システムの挙動を知り，制御システムについての理解を深めることが可能である。 　教科書はシステム制御工学Iのものを利用する。授業には必ず持参すること。

［具体的な達成目標］

（ア）制御の基本的なしくみを説明できる （イ）MATLABを用いて一次遅れ系のインパルス応答，ステップ応答を求めることができる。 （ウ）微分，積分，一次遅れ及び一次進み系の伝達関数を求めることができる。 （エ）微分，積分，一次遅れ及び一次進み系のボード線図およびナイキスト線図が描ける (オ）定常誤差を求めることができる。 （カ）開ループ伝達関数と閉ループ伝達関数の違いについて説明できる。 （キ）ラウス，フルビッツ法による安定判別ができる。 （ク）周波数応答法による制御系の設計がボード線図を用いてできる。 （ケ）周波数応答法での位相補償が行える。

［必要知識・準備］

理解しているべき予備知識 　ラプラス変換，微分方程式、複素数、コンピュータリテラシー、基本的なMATLABプログラミング

［評価方法・評価基準］

No	評価項目	割合	評価の観点
1	小テスト／レポート課題	100 %	各回の演習範囲の問題をレポートとして課し、概ね６割以上の達成度をもって合格とする。

［教科書］

自動制御理論, 森北出版, ISBN:4627726406,
(講義のテキストと同じ)

［参考書］

特に指定はしないがラプラス変換，複素数，微分方程式などの解説してある本を参照されたい。

［講義項目］

１．MATLABの基本操作（データ定義，行列演算，文字データ） 　２．制御系のモデル（微分方程式によるシステムの表現）の計算機による表現法 　３．制御系のモデル（ラプラス変換，伝達関数）の計算機による表現法 　４．制御系の時間応答特性（比例要素，微分要素、積分要素）を調べる計算機シミュレーション 　５．制御系の時間応答特性（１次系，２次系，むだ時間系）を調べる計算機シミュレーション 　６．周波数応答特性（ボード線図，ナイキスト線図，比例要素，微分要素，積分要素，1次遅れ、１次進み）を調べる計算機シミュレーション 　７．周波数応答特性（２次系，むだ時間要素）を調べる計算機シミュレーション 　８．フィードバック系の安定性（開ループ伝達関数，閉ループ伝達関数，２次系の解と極配置）を調べる計算機シミュレーション 　９．フィードバック系の安定性（ラウス・フルビッツの安定判別）を調べる計算機シミュレーション １０．フィードバック制御系の特性評価（過渡特性，定常特性）を行う計算機シミュレーション １１．フィードバック制御系の特性評価（過渡特性と周波数特性）を行う計算機シミュレーション １２．フィードバック制御系の特性評価（開ループ周波数特性と閉ループ過渡特性）を行う計算機シミュレーション １３．計算機シミュレーションによるフィードバック制御器の設計 １４．計算機シミュレーションによるPID制御 １５．制御系の設計演習（これまでのまとめ）

［教育方法］

　本講義は，コンピュータ実習室を利用した授業であり，「システム制御工学I」の講義と並行して進める。MATLABを用いた演習を行うことにより，古典制御システムの基本知識を身につける。

［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］

《電気電子システム工学科》
C-6：電気電子工学分野の専門的課題を解決する能力を養う演習科目・実習科目において専門的な課題を理解・解決し，必修の実験科目において講義で身につけた専門知識を駆使して実験を遂行する過程を通じて，電気電子工学分野の専門的課題を解決する能力を養う

［その他］

(未登録)