単位数: 2. 担当教員: 渡邉 高志. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TEI-ELE317J.
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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)
１．目 的
フィードバック制御系の解析と設計の基礎理論の修得を目的とする。
２．概 要
フィードバックの概念とフィードバック制御系の構成を理解する。ついで、システムの微分方程式表現、伝達関数、周波数伝達関数および安定性などの基本事項を学んだ上で、フィードバック制御系設計の方法と具体的手順とを修得する。
３．達成目標等
下記の各項目を理解し、具体的な例題について解析あるいは設計ができるようにする。
（１）線形システムの微分方程式表現および伝達関数
（２）フィードバック系の安定判別の諸手法
（３）過渡特性と周波数特性の関係および定常偏差
（４）周波数応答法による設計手順
Google Classroom class codes should be found on the School of Engineering website.
Undergraduate Syllabus and Timetable (https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
Objective:
To learn the basic theory of analysis and design of feedback control.
Abstract:
First, the concept of feedback and the configuration of feedback control systems are introduced. Next, the basic items such as differential equation expression, transfer function, frequency transfer function, and stability of systems are learnt. Finally, the concrete methods and procedures for feedback control systems are acquired.
Goals:
The followings should be understood, and the analysis and design for feedback control systems should be attained in concrete examples.
(1) Differential equation expression and transfer function of linear systems
(2) Methods for stability discrimination of feedback systems
(3) Relationship among transient response, frequency characteristics and steady state error.
(4) Design methods with frequency response.
応用数学A、電気回路学基礎論を履修していることが望ましい。
You should have completed Applied Mathematics A and Basic Circuit Theory.
１． 制御の基礎概念(１章)
２． フィードバック制御系フィードバックの意義およびブロック線図(２章)
３． 基礎数学線形微分方程式(３章)
４． 基礎数学ラプラス変換、フーリエ変換(３章)
５． 伝達関数伝達関数、ブロック線図、周波数伝達関数とその表示(４章)
６． 基本伝達関数の特性微分および積分要素、１次要素(５章)
７． 基本伝達関数の特性２次要素、むだ時間要素(５章)
８． 安定性 ラウス・フルビッツの安定判別法(６章)
９． 安定性 ナイキストの安定判別法および安定度(６章)
１０． 速応性と定常特性時間特性と周波数特性(７章)
１１． 速応性と定常特性 定常偏差(７章)
１２． フィードバック制御系の設計 ― 設計仕様(８章)
１３． フィードバック制御系の設計 ― 周波数応答法(その１；８章)
１４． フィードバック制御系の設計 ― 周波数応答法(その２；８章)
１５． まとめ
1. Basic Concept of Control (Chapter 1)
2. Feedback Control System: Meaning of feedback and block diagram (Chapter 2)
3. Basic Mathematics: Linear differential equation (Chapter 3)
4. Basic Mathematics: Laplace transform and Fourier transform (Chapter 3)
5. Transfer Function: Transfer function, block diagram and its expression (Chapter 4)
6. Characteristics of Basic Transfer Function: Differential and integral elements (Chapter 5)
7. Characteristics of Basic Transfer Function: Second order element and time delay element (Chapter 5)
8. Stability: Routh–Hurwitz stability criterion (Chapter 6)
9. Stability: Nyquist stability criterion and the degree of stability (Chapter 6)
10. Quick Responsiveness and Steady-State Characteristics: Time characteristics and frequency characteristics (Chapter 7)
11. Quick Responsiveness and Steady-State Characteristics: Steady-state error (Chapter 7)
12. Design of Feedback Control Systems: Design specification (Chapter 8)
13. Design of Feedback Control Systems: Frequency response method (Chapter 8)
14. Design of Feedback Control Systems: Frequency response method (Chapter 8)
15. Summery
予習：シラバスに掲載された箇所の教科書の部分を読み、理解できる部分と理解できない部分を明確にしておく。
復習：講義の内容を踏まえて教科書や配布資料を読み直すとともに、教科書章末の演習問題および講義で指示された補充問題を解く。レポート課題がある場合にはその解答を作成する。
Preparation: You should read a part of the textbook before the lecture and understand theories of not being clear.
Review: You should read the same part of the textbook and handouts again, and solve chapter-end problems of textbooks and the problems instructed in the class according to the progress of the class. Answer to home works when it is given in the lecture.
定期試験（90%）、演習問題のレポートあるいは小テスト等(10%)を総合して評価する。
The score of the regular test (90%) and the results of reports with respect to practice problems or mini tests (10%) are totalized to grade.
開講日の昼休み。電子メールで予約すること。
Open at lunch break on the same day of the class. Booking by e-mail is required.
授業は対面で実施する予定である。
講義資料などの配布や連絡事項の通知は、Google Classroomで行う予定であるので、受講生は定期的にGoogle Classroomに掲載されている情報を確認すること。
Classes will be conducted face-to-face.
Various information including handouts and assignments will be uploaded in Google Classroom of this class. Please check it regularly.