制御工学（Control Engineering）[5H01]

＜授業のねらい＞

制御理論の体系には古典制御理論と現代制御理論の２分野がある．この科目では数学的手法にラプラス変換を用いてフィードバックシステムのシステム解析・設計に必要な古典制御理論について学ぶ．古典の文字が付くことから古くさい内容の理論体系と受け取りやすいが，制御関連の仕事や研究を行う現場や部署ではこの理論体系が重要な役割をなしている．

　この授業での具体的な目標をあげると以下のようになる．
　(1) ラプラス変換法とシステム記述法を理解し，システムの表現方法を習得する．
　(2) システムの解析法と設計法などを理解する．

この授業では理解を深める目的から演習を行いながら講義を進める．授業終了前には講義した内容の範囲内で出す課題を解かせる．次週に課題の解答を説明することで間違い部分を検証させ，理解度を高めさせる．

（JABEE学習・教育目標）
　「機械工学エネルギー・デザインプログラム」：Ｄ：◎

（JABEEキーワード）
　「機械工学エネルギー・デザインプログラム」：　ラプラス変換，特性方程式，周波数応答，ナイキスト線図，位相補償制御，PID制御，サーボ機構，動特性測定，シーケンス制御，アクチュエータ，安定性，レギュレータ，同定，制御系設計，実装と計算機制御，ロバスト制御

（前提となる基礎知識と習得後の展開）
　本科目を履修する前に数学関連科目を履修しておく．特に，微分方程式論を習得しておく必要がある．本科目で習得した知識は現代制御理論を扱う制御工学II，そして機械振動学、ロボット工学などの科目を履修するうえで役に立つ科目である．

＜受講にあたっての前提条件＞

数学基礎科目、工業数学を履修していることが望ましい。

＜具体的な到達目標＞

古典制御を理解して、システムの解析・設計に必要な専門内容を身につけることを目標とする。

＜授業計画及び準備学習＞

1. 制御とは，ラプラス変換法の定義
2. ラプラス変換の基本定理
3. 図形へのラプラス変換法の応用
4. 逆ラプラス変換法と微分方程式解法への応用
5. 伝達関数とブロック線図
6. 線形変換法と信号伝達線図
7. システムの過渡応答法
8. システムの過渡応答法
9. システムの周波数応答法（Nyquist線図）
10. システムの周波数応答法（Bode線図）
11. システムの安定判別（Routhの安定判別法）
12. システムの安定化（周波数応答）
13．フィードバック系の設計
14. 学習の振り返り

＜成績評価方法＞

成績評価は期末試験の80%と毎回講義終了前に行う課題(1点評価)の課題点の20%から評価点を算出し，評価点が60点以上を合格とする．
「機械工学エネルギー・デザインプログラム」の学習・教育目標 Ｄ，Ｅ　上記の基準を満たせば達成できる．

＜教科書＞

横山，濱根，小野垣，「基礎と実践　制御工学入門」，コロナ社
ISBN：978-4-339-03199-7

＜参考書＞

指定なし

＜オフィスアワー＞

金曜日　15:40〜16:40　新宿1666室

＜学生へのメッセージ＞

機械を制御するための基礎理論になるので、しっかりと身に着けてほしい。