| 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 | 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 | 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 | 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 | 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 | 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 | 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 | 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 | ||||