　　　　　

電気電子工学専攻

対象課程	科目名	単位数	科目コード	開講時期	授業科目区分
博士前期課程（修士課程）	システム制御工学特論 System Control Engineering	2	2546-01	2024年度後学期	関係科目

担当教員名
津田　敏宏

授業科目の学習・教育目標

キーワード

学習・教育目標

1.状態空間表現 2.伝達関数 3.状態フィードバック制御 4.状態観測器 5.サーボ系

現代制御理論の基礎を理解し、古典制御理論との類似点と相違点を学び、これらの理論の応用力を習得することを目標とする。まず、システムの時間関数(微分方程式)から状態空間表現(状態方程式と出力方程式)を求める方法と、状態空間表現と伝達関数の相互変換方法について学習する。さらに、状態空間表現に基づいた状態フィードバック制御、状態観測器およびサーボ系の構成や設計手法について学習する。

授業の概要および学習上の助言

１．古典制御の復習　　・過渡応答、周波数応答、安定性　　・PI制御系の設計２．状態空間表現　　・状態変数　　・状態方程式と出力方程式３．伝達関数と状態空間表現の関係　　・状態空間表現の伝達関数への変換　　・伝達関数から状態空間表現への変換４．状態フィードバック制御と可制御性５．状態観測器(オブザーバ)と可観測性６．サーボ系

教科書および参考書・リザーブドブック
参考書：実務者のためのPID制御設計（森北出版）　　　　はじめての現代制御理論（講談社）

履修に必要な予備知識や技能
「自動制御工学」、「システム制御工学」の内容を良く理解しておく事が必要である。

学生が達成すべき行動目標
No.
①	システムの時間関数から状態空間表現を求めることができる。
②	状態空間表現から伝達関数を求めることができる。
③	伝達関数から状態空間表現を求めることができる。
④	システムの可制御性を判別できる。状態フィードバック制御のゲイン設定ができる。
⑤	システムの可観測性を判別できる。状態観測器のゲイン設定ができる。
⑥	サーボ系のゲイン設定ができる。

達成度評価
評価方法	試験	クイズ小テスト	レポート	成果発表 (口頭・実技)	作品	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	0	0	80	0	0	0	20	100

評価の要点
評価方法	行動目標		評価の実施方法と注意点
試験	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
クイズ小テスト	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
レポート	①	レ	講義内容の理解度を確認するためにレポート問題を出題する。
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥	レ
成果発表 (口頭・実技)	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
作品	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
ポートフォリオ	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
その他	①	レ	講義の出席状況を評価する。
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥	レ

具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安	標準的な達成レベルの目安
自動制御系全般について理解でき、ラプラス変換、ブロック線図、伝達関数、過渡応答、周波数応答、安定判別を良く理解し、状態空間表現、可制御性、可観測性、状態フィードバック制御、状態観測器、サーボ系について十分に習熟し、自動制御系を自由に設計できる知識を身につけている。	自動制御系全般について理解でき、ラプラス変換、ブロック線図、伝達関数、過渡応答、周波数応答、安定判別について理解し、状態空間表現、可制御性、可観測性、状態フィードバック制御、状態観測器、サーボ系について学習し、基本的な自動制御系設計できる知識を身につけている。

※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間（例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間／週）を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。

授業明細
回数	学習内容	授業の運営方法	学習課題予習・復習	時間：分※
1	講義のガイダンスと演習(復習問題)を行う。
2	周波数応答と安定性について説明する。
3	PI制御系について説明する。
4	PI制御系について説明する。
5	状態空間表現について説明する。
6	状態空間表現から伝達関数を求める方法を説明する。
7	伝達関数から状態空間表現を求める方法を説明する。
8	状態方程式の解(過渡応答)を求める方法を説明する。
9	状態空間表現とシステムの安定性との関係について説明する。
10	状態フィードバック制御と可制御性について説明する。
11	状態観測器と可観測性について説明する。
12	サーボ系について説明する。
13	制御設計ツールを用いた演習を行う。
14	達成度確認試験および自己点検を行う。
15	達成度確認試験の解説、科目の総括を行う。