NBU日本文理大学

シラバス情報

注）公開用シラバス情報となります。在学生の方は、「UNIVERSAL PASSPORT」で詳細をご確認下さい。

科目名 自動制御（Automatic control）
担当教員名 土佐　陽三
配当学年 カリキュラムにより異なります。 開講期 前期
必修・選択区分 選択 単位数 2
履修上の注意または履修条件 　ノートは必ず採り、課題は必ず実施してください。
受講心得 　教科書、ノート、電卓を必ず持参してください。
教科書 機械制御工学 (日刊工業新聞社）　金子敏夫著
参考文献及び指定図書 メカトロニクス概論（産業図書）
関連科目 メカトロニクス概論
オフィスアワー
授業の目的 　自動制御は省力化、無人化の要請に応じ、今後、近代工業の担い手として、ますます広範囲に応用されるものと判断されます。自動制御は、その生い立ちからして、機械系の学生には難解な学問といわれていますが、これを機械の実例に対比させて、平易に解説し、機械技術者に必要な自動制御の知識を理解してもらいます。
授業の概要
授業計画 学習内容 学習課題(予習・復習)

○第１回　機械制御とは自動制御と手動制御，制御の定義，メカトロニクスと機械制御，フィードバック制御のしくみなどについて解説し，例題について解説します｡
○第２回　フィードバック制御の発展の経緯制御工学の生い立ち，蒸気機関の発達の歴史とその制御，サーボ制御技術の発達について解説します｡また，フィードバック制御理論の生い立ち（正のフィードバック，負のフィードバック，ナイキスト安定判別理論），フィードバック制御の応用，制御に関する用語とその種類，について解説し，例題について解説します｡
○第3回　制御系解析の手法（1）制御系の解析手法の１つとして用いられるラプラス変換およびS変換について、その理論を解説します。制御系の時間変化を表わす微分方程式を代数方程式として解くことができること，制御系の伝達関数として表現されること，各種関数のラプラス変換などを例題を含めて解説します｡また，微分および積分のラプラス変換，S変換，ラプラス逆変換，ラプラス変換の取り扱える条件，伝達関数の定義，微分方程式の解法の例題などについて解説します｡
○第4回　制御系解析の手法（2）ラプラス変換および逆変換について，ラプラス変換表の活用方法と合わせて各種演算方法についての例題の解説を行います｡また，ラプラス変換および逆変換について，ラプラス変換表の活用方法と合わせて各種演算方法についての例題の解説を行い，関連する演習課題を出します｡
○第5回　基本要素の伝達関数（1）制御系の基本的な要素について伝達関数表示と例を解説します｡ここでは，比例要素，積分要素，微分要素，１次遅れ要素，２次遅れ要素，むだ時間要素について，それぞれの特性を含めて学んでもらいます｡
○第6回　基本要素の伝達関数（2）制御系の基本的な要素について伝達関数表示の例題を解説します｡また，関連する演習課題を出します｡
○第7回　ブロック線図の等価変換（1）ブロック線図の表わし方，等価変換の基本法則（直列結合，並列結合，フィードバック結合，直結フィードバック結合）について解説し，等価変換に関する例題について学んでもらいます｡また，ブロック線図に関する応用例として，直流電動機の速度制御計を取り上げ，各種要素の伝達関数表示，ブロック線図の組立，等価変換の手法，総合伝達関数の導出について解説します｡ブロック線図の等価変換に関する例題の解説を行います｡また合わせて，これに関する演習課題に取り組んでもらいます｡
○第8回　中間試験第１回から第7回の授業内容について、中間試験を実施します。時間は80分、テキスト、ノート、電卓使用可とします。
○第9回　要素の特性評価の方法（1）要素の応答，応答特性ならびにその種類，入力の種類（単位インパルス関数，単位ステップ関数，ランプ関数，定加速度関数）とその定義について解説します｡また，応答特性の評価について解説します｡また要素の特性評価についての例題について解説し，併せて演習課題を出します｡
○第10回　基本要素の過渡応答（1）主な要素（比例要素，積分要素，微分要素，むだ時間要素，1次遅れ要素，2次遅れ要素）についての単位ステップ応答，単位インパルス応答，ランプ応答について解説します。また要素の過渡応答についての例題を解説し，併せて演習課題を出します｡
○第11回　周波数応答（1）周波数応答とは，周波数伝達関数の定義，周波数応答の表わし方（ナイキスト線図，ボード線図）について解説します｡また，主な要素（比例要素，積分要素，微分要素，むだ時間要素，1次遅れ要素，2次遅れ要素）のボード線図について解説します｡各種要素についての過渡応答と周波数応答との関係について解説し，周波数応答についての例題を解説します｡また，併せて演習課題を出します｡
○第12回　フィードバック制御系の特性（1）フィードバック制御の特徴（高精度，外乱の影響除去，非線形要素の影響除去），フィードバック系への各種入力に対する定常特性とその評価，過渡応答，周波数応答について解説します｡また，閉ループ装置の周波数応答についての例について解説し，フィードバック制御系の特性についての例題を解説します｡また，併せて演習課題を出します｡
○第13回　フィードバック制御系の特性評価とその改善方法（1）フィードバック制御系の安定限界の定義，安定評価の方法（ベクトル軌跡，ボード線図）について解説します｡
○第14回フィードバック制御系の特性改善の方法として，フィードフォワード補償方式，フィードバック補償方式等の補償方式と補償要素について解説します｡
○第15回　フィードバック制御系の特性評価とその改善方法（2）フィードバック制御系の特性評価とその改善方法についての例題の解説を行います｡また，併せて演習課題を出します｡
○第16回　期末試験全体の締めくくりとして、期末試験を実施します。時間は80分、テキスト、ノート、電卓使用可とします。
授業の運営方法 　内容を平易に解説し、例題、実例を多くし、例題をわかりやすく解くことによりより深い理解を得るようにします。
　教室の座席を指定します。
備考
学生が達成すべき到達目標
評価方法 評価の割合 評価の実施方法と注意点
試験 50 中間テストと期末テストの合計を平均して評価する。
小テスト 30 演習プリント､宿題などの成績を平均して評価する。
レポート
成果発表
作品
その他 出席
20		 欠席1回以下は20点､2～3回は10点、4回以上は0点
合計 100 ―