制御工学｜シラバス情報

授業コード

521044

オムニバス

科目名

制御工学

科目名（英語）

Control Engineering

配当学年

3年

単位数

2単位

年度学期

2025年度秋学期

曜日時限

月曜3限

対象学科

基_機械

コース

科目区分

専門科目

必選の別

選択科目

担当者

石川　貴一朗

教室

3-321

実務家教員担当授業

授業の目的と進め方

フィードバック制御の概念を理解し、古典制御の基礎を修得することを目的とする。
具体的には、フィードバック制御系の基本構造、伝達関数を使った制御系の表現方法、および過渡応答、周波数応答による制御系の特性と表現方法を理解し、フィードバック制御系の安定性判別法、補償器の設計法を身につけることを目標とする。

達成目標１

フィードバック制御の概念について説明できる(20％)

達成目標２

伝達関数の概念を理解し、様々なシステムを伝達関数とブロック線図を用いて表すことができる。　(30％)

達成目標３

周波数応答を理解し、ボード線図を用いた制御系解析ができる。(20％)

達成目標４

制御系の安定性の概念を理解し、システムの安定性の評価ができる。(20％)

達成目標５

補償器の設計法を理解し、簡単なフィードバック補償器を設計できる。(10％)

達成目標６

達成目標７

アクティブラーニング

ディスカッション

ディベート

グループワーク

プレゼンテーション

実習

フィールドワーク

その他課題解決型学習

授業計画

授業時間外課題（予習および復習を含む）

第１回

フィードバック制御系の基本構造　

フィードバック制御系の基本構造、制御とは何か自分で調べ、簡潔にまとめておくこと。(1時間)
授業後はフィードバック制御が使用されている身近な製品について調べ、その構造を理解すること。(1時間)　

第２回

ラプラス変換　

前回の授業で配布するラプラス変換に関する予習課題を事前に解いておくこと。(1時間)
授業後は、ラプラス変換の演習問題を解き、ラプラス変換に対する理解を深めておくこと。(1時間)

第３回

ラプラス逆変換

前回の授業で配布するラプラス逆変換に関する予習課題を事前に解いておくこと。(2時間)
授業後は、章末のラプラス逆変換に関する演習問題[2]をすべて解き、理解を深めておくこと。(1時間)

第４回

ブロック線図と伝達関数による制御系の表現方法

前回の授業で配布する伝達関数の予習課題を事前に解いておくこと。(2時間)
授業後は、複雑なブロック線図を等価変換を用いて簡略化できるようになるまで復習し、理解を深めておくこと。

第５回

様々な系の伝達関数の導出
-機械振動系、回転系、電気系、液位系-

機械力学や物理学の復習をし、運動方程式を立てられるようにしておくこと。(2時間)
授業後は1次遅れ系、2次遅れ系の過渡応答について自分なりにまとめ、理解を深めておくこと。(1時間)

第６回

小テスト
過渡応答

これまでの講義を振り返り配布する演習課題を事前に解いておくこと。(2時間)
授業後は1次遅れ系、2次遅れ系の過渡応答について自分なりにまとめ、理解を深めておくこと。(1時間)

第７回

小テストの解説
周波数応答(ベクトル軌跡)　

周波数応答(ベクトル軌跡)の予習課題を事前に解いておくこと。(1時間)
授業後は1次遅れ系、2次遅れ系のベクトル軌跡を自分で描き、理解を深めておくこと。(2時間)

第８回

周波数応答(ボード線図)　

周波数応答(ボード線図)の予習課題を事前に解いておくこと。(1時間)
授業後は1次遅れ系、2次遅れ系のボード線図を描き、理解を深めておくこと。(2時間)

第９回

制御系の安定性

制御系の安定性に関する予習課題を事前に解いておくこと。(1時間)
授業後は、制御系の安定性について理解を深めておくこと(1時間)

第10回

制御系の安定性判別(ラウス・フルビッツの安定判別法、ナイキストの安定判別法)

前回の授業で配布する予習課題を事前に解いておくこと。(1時間)
授業後は、様々な系について、安定判別ができるようになるまで復習すること。(1時間)

第11回

制御特性　

前回の授業で配布する制御特性に関する予習課題を事前に解いておくこと。(1時間)
授業後は、制御特性について復習し章末の演習問題を解き、第9回から第11回の講義内容について理解を深めておくこと(3時間)

第12回

フィードバック制御系

前回の授業で配布するフィードバック制御系の予習課題を事前に解いておくこと。(1時間)
授業後は、フィードバック制御系について自分なりにまとめておくこと。(1時間)

第13回

制御系の設計法(位相遅れ補償、位相進み補償、PID補償)

制御系の設計法の予習課題を事前に解いておくこと。(2時間)
授業後は、制御の設計法について自分なりにまとめて、理解を深めておくこと。(3時間)

第14回

小テストと解説
古典制御理論のまとめ

古典制御について復習し、理解を深めておくこと。(3時間)
授業後は、制御工学について自分なりにまとめ、理解を深めておくこと。(2時間)

課題等に対するフィードバック

小テストについては実施後に解説を行うとともに、各設問の採点結果を開示する。
各課題については、講義中に解説の時間を設ける。

評価方法と基準

各授業内での課題および小テストの合計で60点以上を合格とする。

テキスト

足立修一著　『制御工学の基礎』東京電機大学出版(2016)【ISBN:978-4-501-11750-4】

参考図書

今井弘之、竹口知男、能瀬和夫共著、『やさしく学べる制御工学』　森北出版【ISBN:4627916817】
河合素直著　『制御工学-基礎と例題-』昭晃堂 (1983)【ISBN:4785611316】
Norman S.NISE 『Control Systems Engineering 6th Edition』Wiley【ISBN:0470547561】
高橋　宏治著　『制御工学ノート』昭晃堂【ISBN:4785612304】
田中正吾編著『制御工学の基礎』　森北出版【ISBN:4627914903】

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

制御工学は、機械等を思い通りに動かすための技術・学問であり、現在、多くの産業分野で使用されている。本科目は、制御工学の中で、古典制御とよばれる分野を対象とする。また制御工学は様々な系を対象としており、広範な工学知識を必要とする科目である。

履修登録前の準備

制御工学では数学を使うので、事前に復習しておくこと。また講義内で不明な点があった場合は各自でただちに補っておくこと。