三重大学ウェブシラバス

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科目の基本情報

開講年度	2021 年度
開講区分	工学部情報工学科／総合工学科情報工学コース・専門教育

受講対象学生	学部(学士課程) : 2年次
選択・必修	選択
授業科目名	制御工学
	せいぎょこうがく
	Control Engineering
単位数	2 単位
ナンバリングコード	engr-engr-INFO-2623

開放科目	非開放科目
開講学期	後期
開講時間	水曜日 1, 2時限
授業形態	ハイブリッド授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業「ハイブリッド授業」・・・「対面授業」と「オンライン授業」を併用した授業「オンデマンド授業」・・・動画コンテンツの配信等によって実施する授業
開講場所	時間割表で確認してください
担当教員	成瀬　央（工学部情報工学コース）
担当教員	NARUSE, Hiroshi
実務経験のある教員
SDGsの目標
連絡事項	* 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい

学修の目的と方法

授業の概要	工学において制御を必要としない分野ない、と言われるくらい制御工学の考え方は幅広い工学分野に応用されています。制御工学の授業では、微分積分、線形代数、微分方程式などの数学的知識に基づいて、時間領域や周波数領域でシステムの特性を解析します。情報工学コースのカリキュラムでは、制御工学は１科目2単位となっています。そのためこの講義では、古典制御理論や現代制御理論などの基本的内容を説明していきます。
学修の目的	例えば身の回りのものでは冷蔵庫の温度、乗り物の速度、工場ではボイラの圧力やプラントの温度、電源電圧や周波数など、さまざまなものが自動的に制御されています。これらのものはまったく異なるように見えますが、制御という点では微分方程式で表されるシステムの特性解析であり、これらには共通な理論があります。それが制御工学です。最近の自動車は、センサと制御機器のかたまりです。将来、自動車関連企業などでの開発業務を希望している場合には、重要な科目の一つです。本講義では、制御工学への入門である伝達関数に基づく古典制御理論と、状態方程式による現代制御理論の基礎学習と理解を目的としています。
学修の到達目標	制御工学に関わる以下の基礎的事項を中心に習得するとともに、さらに進んだ内容や応用について、自学できる基本知識を習得することが到達目標です。・制御工学の基本的考え方が理解できる・微分方程式を用いて制御対象のシステムをモデル化できる・モデルに基づいてシステムを解析でき、その応答特性を調べることができる・連立線形微分方程式によってシステムの状態方程式を表現できる・状態方程式を解析でき、システムの応答特性を調べることができる
ディプロマ・ポリシー	○ 学科・コース等の教育目標　情報工学の基礎知識を身につけ、科学技術が社会や自然環境に及ぼす影響を理解し、責任ある技術者として行動できる。【技術者倫理】 ○情報工学科に関連する様々な分野に関心をもち、未知分野を理解するために、自主的、継続的に学習できる。【自主的継続的学習】　世界に多様な考え方があることを学び、様々な立場の考えや意見を尊重し、多面的に物事を考えることができる。【多面的な思考能力】　情報工学に関連する課題に対して、与えられた条件や期限を熟慮し、計画的に作業を進め、報告できる。【計画的な活動】　専門分野の英語で書かれた文献について理解し、説明できる．また、学習や実験で得た知見を、論理的に記述し、的確に発表し、討議できる。【コミュニケーション能力】 ○自然科学と情報技術に関する十分な知識を修得し、それらの知識を応用できる。【知識の修得と応用】　与えられた問題に対し、修得した知識や技術を利用して、関連情報を収集し、解決手法を提案し、実現できる。【問題解決能力】 ○ 全学の教育目標感じる力　感性　共感 ○主体性考える力　幅広い教養 ○専門知識・技術 ○論理的・批判的思考力コミュニケーション力　表現力(発表・討論・対話) 　リーダーシップ・フォロワーシップ　実践外国語力生きる力 ○問題発見解決力　心身・健康に対する意識　社会人としての態度・倫理観主体的学習力や課題探求力を培ってください。 ○ JABEE 関連項目
成績評価方法と基準	中間試験、定期試験などの各種試験、すべての提出物の合計点を１０点満点に換算し、６以上を合格とします。
授業の方法	講義
授業の特徴	PBL 特色ある教育英語を用いた教育
授業改善の工夫
教科書	ＰＩＤ制御の基礎（江口弘文、東京電機大学出版局）
参考書	ラプラス変換について：工学基礎　ラプラス変換とｚ変換、原島博・堀洋一、数理工学社古典制御について：はじめての制御工学、佐藤和也・平元和彦・平田研二、講談社現代制御理論について：入門現代制御理論、白石昌武、日刊工業新聞社
オフィスアワー	電子メール（naruse@pa.info.mie-u.ac.jp）でスケジュールを調整の上、情報棟３階成瀬教員室で質問などについて対応しますが、なるべく講義時あるいは終了時にお願いします。
受講要件	履修済みでなければならない講義は特にありませんが、制御工学を理解するためには、そこに使われる基礎的な数学を理解し、道具として使えることが必要です。特に、微分積分、線形代数、工業数学JA・JB・JCについては予め十分復習しておいてください。
予め履修が望ましい科目	基礎線形代数学 I、II（共通教育）、基礎微分積分学 I、II（共通教育）、確率統計、工業数学JA・JB・JCなどが予め履修しておくことが望ましい科目です。
発展科目	ディジタル信号処理、電気回路、画像処理、計測工学、卒業研究などが発展科目になります。
その他

授業計画

MoodleのコースURL

キーワード	システムのモデル化、微分方程式、ラプラス変換、伝達関数、過渡応答、周波数応答、状態方程式
Key Word(s)
学修内容	第１回　イントロダクション（制御システムの概要）第２回　システムのモデル化第３回　同次・非同次定数係数1階・2階微分方程式の復習第４回　ラプラス変換第５回　ラプラス変換・逆変換第６回　ラプラス変換・逆変換によるシステムの解析第７回　システムの伝達関数とブロック線図（１）第８回　システムの伝達関数とブロック線図（２）第９回　システムの時間領域での応答第１０回　システムの定常応答第１１回　システムの周波数領域での応答第１２回　システムの安定性第１３回　状態空間表現によるシステムのモデル化第１４回　行列とベクトルを用いたシステムの解析（１）第１５回　行列とベクトルを用いたシステムの解析（２）第１６回　定期試験上記計画は、受講生の理解の程度などによって変更します。
事前・事後学修の内容	事前学修各回の授業に関連する教科書の部分を一読しておいてください。事後学修各回の授業で提示された練習問題を解いたり、教科書に記載されている授業に関連する部分の問題を解いて理解を深めてください。
事前・事後学修の内容	事前学修の時間:60分/回　　　事後学修の時間:180分/回