単位数: 2. 担当教員: 青木 大, 菊池 洋平, 三宅 厚志. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TMA-MEE326J. 開講言語: 日本語.
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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
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クラスコードは、x7y7qgp です。
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場合によっては一部、オンラインを使った講義が行われる場合も有ります。
１. 目的
様々な機械的な装置や飛行機、あるいは熱・流体機器等のシステムへ、機械的や電気的な入力が加わったとき、そのシステムがどう応答するか、あるいは発振するか、そして発振するときそれをどう抑えるか、また逆に、システムが発振せず、思い通りの応答をするにはどのようにその内部を設計すればよいか、などについての学問である制御工学の基礎的手法を学ぶ。また、現代制御理論の概略について学ぶ。
２. 概要
自動制御理論の重要な手段であるラプラス変換の概要を説明し、これを用いて自動制御系の特性を表現する伝達関数の基本形を示す。次いで、系の周波数特性を知るための周波数伝達関数や各種図式表現法を説明する。さらに、フィードバック制御系の安定判別法、設計法について講義する。
３. 達成目標
（１）ラプラス変換に習熟すること、（２）入力が周期的に変化するときのシステムの応答（周波数応答）を理解すること、（３）システムの応答の安定・不安定の原理を理解すること、（４）入力が急激に変化したときのシステムの応答（過度応答）を理解すること、（５）不安定となるのを避けるための補償の方法を理解し、システムを設計できること、（６）現代制御理論を理解するために必要な基礎を身に着けること。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
This course uses Google Classroom to provide lecture information.
The information includes necessary contents about textbook(s)/document(s), the style of lecture and so on.
The class code is x7y7qgp.
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In some cases, a part of the lecture may be given online.
1. Objectives
Students will learn the fundamental methods of control engineering, which is a discipline to understand the response to electrical or mechanical input for mechanical systems, such as thermal fluid devices, aircrafts, and robots, to evaluate the stability of the systems, and to design the systems with the desired behavior.
2. Outline
This course provides the overview of the Laplace transform, which is an important tool of automatic control theory, and the basic form of the transfer function to represent the characteristics of the automatic control system by using the Laplace transform.
Next, This course provides explanation on the frequency transfer function and various graphical representation to analyze the frequency characteristics of the system.
In addition, This course provides stability analysis methods and design methods of feedback control systems.
3. Goals
(1) To acquire the knowledge and understanding of the Laplace transform
(2) To understand system responses to periodic changes of input (Frequency response)
(3) To understand the principals of stability in system responses
(4) To understand system responses to rapid changes of input (Transient response)
(5) To understand compensation methods to prevent from becoming unstable, and to acquire the design methods of control systems.
数学に関連した各種の講義に加えて、「力学」、「機械力学Ｉ」を履修しておくことが望ましい。
Courses concerning with mathematics, "Dynamics," and "Mechanical Vibrations I" should be taken.
１．制御工学基礎の導入/ラプラス変換（０）
２．ラプラス変換（１）
３．ラプラス変換（２）
４．ラプラス変換（３）
５．制御系の伝達関数・ブロック線図（１）
６．制御系の伝達関数・ブロック線図（２）
７．制御系の伝達関数・ブロック線図（３）
８．制御系の伝達関数・ブロック線図（４）
９．線形時不変システム
１０．周波数応答（１）
１１. 周波数応答（２）
１２． システムの安定性
１３． 時間応答
１４． フィードバック制御系の設計
１５．まとめと試験
※ただし、進度やその他事情により変更の場合有
1. Outline of lecture/Laplace transform (0)
2. Laplace transform (1)
3. Laplace transform (2)
4. Laplace transform (3)
5. Transfer function and block diagram of systems (1)
6. Transfer function and block diagram of systems (2)
7. Transfer function and block diagram of systems (3)
8. Transfer function and block diagram of systems (4)
9. Linear time-invariant system
10. Frequency response (1)
11. Frequency response (2)
12. Stability of system
13. Time response
14. Design of feedback control systems
15. Summary and examination
Note: The schedule may be changed due to progress or circumstances.
講義内容の理解を深めるために予習・復習を行うこと。
Students are required to prepare and review for each class.
主に筆答試験に基づいて総合的に評価する。また、評価手法は実施形態（演習問題の出題やレポートなど）に依るものとする。
Students will be comprehensively evaluated, primarily based on the final examination. Also, the evaluation method will depend on the style of lecture.
メールによる質問は随時受け付ける。
Questions by e-mail are accepted at any time.