電気 制御工学 4年・通年・選択・学修2単位
担当教員 関口 直俊 連絡先 
講義の概要 フィードバック制御の特性をラプラス変換による古典制御理論により解析し、制御系の特性の理解と設計の基礎を養う。伝達関数表現、ブロック線図の表現、フィードバック系の応答と周波数特性、及びフィードバック系の安定性を学習する。
到達目標 1.ラプラス変換を基礎とした伝達関数とブロック線図の修得 
2.制御系の応答特性と周波数特性の修得 
3.制御系の安定性とその評価法を修得 
4.制御系の感度と定常偏差の修得
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 制御の概念 自動制御とフィードバック制御の概念・役割  
第2週 ダイナミカルシステムの表現1 電気回路システムの微分方程式による表現  
第3週 ダイナミカルシステムの表現2 物理,機械システムの微分方程式による表現  
第4週 制御工学基礎[ラプラス変換1] 複素数の復習、ラプラス変換の定義  
第5週 制御工学基礎[ラプラス変換2] 基本的な関数のラプラス変換を理解  
第6週 制御工学基礎[ラプラス変換3] 各種ラプラス変換の性質を理解  
第7週 (中間試験)  
第8週 ラプラス変換による微分方程式の解法1 実システムに対するラプラス変換による表現法とその応答解  
第9週 ラプラス変換による微分方程式の解法2 微分方程式の解法とラプラス変換による解法との関連性  
第10週 ラプラス変換による微分方程式の解法3 実システムを表現する微分方程式の解法  
第11週 伝達関数 伝達要素の種類と伝達関数による表現  
第12週 サーボモータの伝達関数 DCサーボモータのブロック線図及び伝達関数表現を理解  
第13週 ブロック線図とその等価変換1 ブロック線図による表現法を理解  
第14週 ブロック線図とその等価変換2 ブロック線図の簡単化を理解  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
後期 第1週 ダイナミカルシステムの過度応答 インパルス応答,ステップ応答  
第2週 1次系の応答 1次系のラプラス変換法による応答解と時定数  
第3週 2次系の応答 2次系のラプラス変換法による応答解と,自然周波数,減衰係数,臨界制動  
第4週 極と過度応答 伝達関数の実数極,共役複素極と過度応答の関係.過度応答の特性  
第5週 ダイナミカルシステムの安定性 システムにおける伝達関数の特性根と安定性の関係  
第6週 ラウスの安定判別法 ラウスの安定判別法の理解と演習  
第7週 (中間試験)  
第8週 フルヴィッツの安定判別法 フルヴィッツの安定判別法の理解と演習  
第9週 フィードバック制御系の感度特性 パラメータの変動に対する感度,外乱に対する感度  
第10週 フィードバック制御系の定常特性1 目標値に対する定常特性,特に,定常偏差  
第11週 フィードバック制御系の定常特性2 外乱に対する定常特性  
第12週 フィードバック制御系の根軌跡1 根軌跡の性質を理解  
第13週 フィードバック制御系の根軌跡2 例題を通して,根軌跡を描けるようにする  
第14週 周波数応答 周波数応答と伝達関数を理解  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 A,Bに対応 達成項目本科イ)、ロ)に対応 JABEE
認定基準
(A-2),(B-1),(d)-(1),(d)-(2)-a)に対応
教科書・参考書 教科書:杉江俊治・藤田政之共著「フィードバック制御入門」(コロナ社)  
参考書:福島弘毅著「制御工学基礎論」(丸善),相良節夫著「基礎自動制御」(森北出版),黒川一夫著「自動制御論」(コロナ社)
評価方法及び合格基準 成績の評価は、定期試験の成績80%、および演習、レポートなどの成績20%で行い、合計の成績が60点以上のものを合格とする。
学生への
メッセージ
本教科では数学の計算力が必須であるから、数学に弱い人は数学の自主学習をするべきである。分からない点は、遠慮なく質問に来ること。なお、本教科は、卒業後、電気主任技術者の免状交付申請を行うために開設されている科目である。
講義ノートの内容を見直し、講義に関係する例題・演習問題を解いておくこと。講義で示した次回予定部分の予習をしておくこと。