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授業の目標
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ロボットやメカトロニクス機器には自動制御技術が用いられている。本授業では、「制御工学Ⅰ」で学んだ古典制御の知識を基礎として、フィードバック制御系の安定性を理解し、安定判別法と安定余裕の計算を修得するとともに、制御系の設計方法を理解することを目標とする。
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到達目標
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以下に示す資質・能力を身につける。
①安定性の定義を説明でき、ラウスの方法、フルビッツの方法、ナイキストの方法により安定判別をおこなうことができる。
②制御系の安定余裕の定義とその意味を説明でき、ゲイン余裕と位相余裕を求めることができる。
③種々の補償要素の特性と使用目的を説明でき、これらを組み合わせて所望の設計仕様を満たす制御系を設計できる。
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身につく能力
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＜全学ディプロマ・ポリシー＞
○【知識・理解・技術】
１．各専門分野の知識・技術を習得し、活用する力を身につけている
【教養・基礎的能力】
２．幅広い教養と、外国語能力、情報活用能力、コミュニケーション能力などの基礎的能力を身につけている
【態度・志向性】
３．多様な価値観を有する人々と倫理観・責任感をもって協働することができる
【態度・志向性】
４．時代の変化に主体的に対応するため継続的に学び、自律的に行動することができる
【問題発見・解決能力】
５．専門の知識・技術及び基礎的能力を統合し活用して、問題を発見し解決する能力を身につけている
【ｸﾞﾛｰｶﾙ・創造的思考力】
６．地域的・国際的視点をあわせもち、また、新たな価値を想像する力を身につけている
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授業の概要
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制御工学I（知能）で学んだ動的システムの解析法を土台とし、フィードバックを用いた制御系の設計方法について学ぶ。フィードバック制御系の設計においては、閉ループ系の安定性の確保が前提であるが、それに加えて目標値変化に対する速応性・減衰性・整定性の確保、外乱の影響の低減化なども考慮しなければならない。本授業では、こうした目的を達成するために必要となる基礎的な解析法ならびに設計法を学ぶ。
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授業の計画
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第１週 「制御工学Ⅰ」の復習、講義概要
第２週 平衡状態と平衡点、安定性の定義、安定性と特性方程式
第３週 閉ループ系の安定性、ラウスの安定判別法（１）
第４週 ラウスの安定判別法（２）、フルビッツの安定判別法（１）、ラウスの安定判別法との比較
第５週 フルビッツの安定判別法（２）、ラウスの安定判別法との比較、安定判別法のまとめ、安定判別法の適用例
第６週 ナイキスト線図、ナイキストの安定判別法（１）
第７週 ナイキストの安定判別法（２）、ナイキストの安定判別法の証明
第８週 ナイキストの安定判別法（３）
第９週 時間応答における制御特性（１）
第１０週 時間応答における制御特性（２）、周波数応答における制御特性、システム同定
第１１週 フィードバックによる特性変化
第１２週 安定度の指標（１）
第１３週 安定度の指標（２）
第１４週 ロバスト安定性、制御系設計の概要
第１５週 周波数整形、補償要素
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授業時間外学修の指示
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受講前：授業計画に該当する教科書の内容を読み込んでおくとともに、疑問点を整理しておくこと。
受講後：講義内容を復習し、講義時間内に理解できなかった式の展開や、自力で解けなかった演習問題を見直しておくこと。
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成績評価の方法
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毎回の講義で課すレポート課題により到達目標①～③に達しているかを評価する（100％）。評価により60％以上を合格とする。
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テキスト・参考書等
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教科書：今井 弘之、竹口 知男、能勢 和夫、「新版 やさしく学べる制御工学」、森北出版、￥２，６００＋税、ISBN：978-4-627-91682-1
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履修上の留意点
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関数電卓を持参のこと（数値計算ソフトをインストールしたノートパソコンでも可）。
【manabaの利用法】
授業で使用する講義資料の掲載
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資料
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備考
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