2013年度シラバス(熊本高等専門学校 熊本キャンパス)
科目コードC501
科目名制御工学(Control Engineering) 単位数2単位
対象学科電子制御工学科対象学年5年開講期間通年
科目区分専門基礎科目必修・選択必修履修/学修学修
授業形式講義規定授業時数60実時間数50
教員名(所属)
柴里 弘毅(電子制御工学科)教員室
5号棟5階
使用教科書
森泰親「演習で学ぶ現代制御論」森北出版
参考書
宮崎道雄「システム制御II」オーム社
増淵正美「システム制御」コロナ社
梶原宏之「線形システム制御入門」コロナ社
科目の位置付けと関連科目本科目は、ディジタル技術検定(制御部門)と関連が深い。
関連する基礎科目は3年次開講の制御機器学、4年次開講の制御工学、計測工学、5年次のフィルタ設計論など。
科目の概要本科目では4年次に学習する古典制御を発展させ、現代制御論の基本である状態方程式の導出、可制御性・可観測性判別、可制御正準形への変換、極配置・最適制御などの制御器設計法について講義する。また、コンピュータシミュレーション技術についても学び、シミュレーションを通して学習項目の定着を図る。
授業方針ディジタル技術検定(制御部門)2級程度の内容を理解し、低次システムに対するフィードバック系設計ができることを目標とする。

1. 古典制御から現代制御に至るまでのフィードバック制御の発展の流れを理解し説明できる。
2. システムの状態方程式を導出することができる。
3. システムの可制御性・可観測性を調べることができる。
4. 低次システムに対して、極配置や最適制御などのフィードバック制御系を設計できる。
5. 制御系CADを用いて制御系設計やシミュレーションを行うことができる。

授業項目

時間

達成目標(習得すべき内容)

1. ガイダンス
2
本講義の学習内容や目標、評価方法について理解する。
2. 状態方程式
14
数式モデルや状態変数および状態方程式の役割について理解し、状態方程式の導出、ブロック線図による表現、フィードバック制御との関連が説明できる。
3. 可制御性と可観測性
14
システムの可制御性、可観測性の定義を理解し、システムの安定判別ができる。システムが可制御である場合、可制御正準形に変換できる。
4. 線形システムの実現
4
伝達関数と状態方程式の対応関係を理解し、伝達関数から状態方程式を導くことができる。
5. 極配置法
8
状態方程式で表された線形システムの閉ループの極を希望する位置に配置できる。
6. 最適制御
10
最適制御およびリカッチ方程式を理解し、低次のシステムに適用して最適フィードバック制御器を設計できる。
7. シミュレーション
8
現代制御論を用いた制御システムの実装について理解する。また、システムの制御系設計問題をシミュレーションすることができる。
評価方法及び総合評価【評価方法】
筆記試験、レポート、自学学習プリントにより総合的に評価する。総合評価以外については、その時点で評価可能な項目を総合評価に準じた割合で評価する。
【総合評価】
中間試験・期末試験などの筆記試験(60%)、レポート評価(25%)、講義ごとの自学学習プリント評価(15%)とする。状態方程式の導出、システムの可制御性・可観測性判別、極配置や最適制御を用いたフィードバック制御系設計、シミュレーション技術の理解の程度を総合的に評価し、60%以上の得点率で目標達成とみなす。レポートの提出期限は課題提示と同時に示し、期限に遅れて提出されたレポートの評価点は0点とする。
学習方法自学学習の支援として、講義ごとに学習内容をまとめるプリントを配布し、原則として次回講義開始時に提出を求める。その取り組みを総合評価で述べた割合で総合成績に加味する。
学生へのメッセージ本科目は、ディジタル技術検定(制御部門)と関連が深い。関連する基礎科目は3年次開講の制御機器学、4年次開講の制御工学,5年次開講のフィルタ設計論などであり、関連する項目を復習して受講することが望まれる。
学修単位への対応本科目では,50分の授業に対して40分程度に相当する放課後・家庭での自学学習,およびレポート課題を課す。
本校教育目標との対応
 
JABEE学習教育目標との対応
D-1(◎)