Course Name Year Term Period Faculty / Graduate School All Instructors Credits
32915:[2025 Fall]Control Engineering Ⅰ (GB) 2025 Fall Thu5 College　of　Science　and　Engineering UENO SATOSHI、GEN SOUKOU 2

Campus

BKC

Class Venue

Co-learning402

Language

日本語

Course Outline and Method

近年，自動車や家電など我々に身近な製品にも自動制御が頻繁に用いられるようになっており，制御工学は機械技術者にとって必須の学問となっている。本講義では，制御工学を学ぶために必要な知識を習得するとともに制御系設計の第１歩を学ぶことを目的とする。

制御工学では，周波数領域での設計と時間領域での設計に大別できるが，本講義では，直感的に理解しやすい時間領域での設計に焦点を当てて講義を行う。まず制御工学を学習する上で必要となる数学的知識，制御工学における基本的な事柄を講義し，次に時間領域での制御系設計手法について講義する。

現在，コンピュータの発達により，制御系設計CADを用いて制御系設計を行うことが当たり前となっている。本講義でも世界標準の制御系設計ソフトウェアであるMATLAB/Simulinkの使いながら講義を進める。

Student Attainment Objectives

(1)制御工学を学習する上で必要となる数学的知識や概念が習得できる。
(2)簡単な制御対象の入出力の関係を伝達関数，状態方程式で表すことができ，その安定性やインパルス応答，ステップ応答が計算できる。
(3)ブロック線図を描くことができ，ブロック線図の変形を行うことができる。
(4)簡単な制御対象に対して，状態フィードバック制御システムを設計できる。
(5)MATLAB/Simulinkの基本的な使い方が習得できる。

Recommended Preparatory Course

応用数学I, 応用数学II：複素数の計算，行列の計算を頻繁に行うので，履修前にしっかりと復習して下さい。
力学I, 力学II：質点の直線運動を例として扱います。運動方程式について復習して下さい。

Course Schedule

Lecture/Instructor（When there are multiple instructors) Theme
Keyword, References and Supplementary Information
-

+R授業として，MATLAB入門を課す。詳細はmanaba+Rを参照。

受講するためのスキルとしてMATLABの基本的な使い方を習得すること。

1/上野哲

自動制御の概要・微分方程式による動的システムの記述

シーケンス制御，オープンループ制御，フィードバック制御
微分方程式

2/上野哲

微分方程式による動的システムの記述（続き）・ラプラス変換とその性質

インパルス応答，ステップ応答，畳み込み積分
指数関数，三角関数，複素数
ラプラス変換，基本的な関数のラプラス変換

3/上野哲

ラプラス変換とその性質 （続き）

ラプラス変換の性質，微分・積分とラプラス変換
ラプラス逆変換，部分分数展開，留数
微分方程式の解法

4/上野哲

伝達関数とその安定性

伝達関数の定義と導出方法
極，安定性，ラウスの安定判別法
MATLAB での伝達関数の扱い方：tf(), step(), impulse(), pole()

5/上野哲

ブロック線図

ブロック線図の基本要素，ブロック線図の表し方，ブロック線図の等価変換
Simlinkを用いた応答計算

6/上野哲

伝達関数の標準形

1 次システムの標準形，静的ゲイン，時定数
2 次システムの標準形，固有角周波数，減衰比

7/上野哲

ステップ応答の評価指標・伝達関数の極とゼロ点

ステップ応答の評価指標；定常偏差，オーバーシュート，整定時間，立ち上がり時間
極，ゼロ点，極・ゼロ点とステップ応答

8/玄相昊

フィードバック制御の効用1/2

レギュレータとサーボ系，目標値と外乱に関する伝達関数，安定性と安定判別法

9/玄相昊

フィードバック制御の効用2/2

定常偏差，サーボ系と内部モデル原理，過渡特性

10/玄相昊

PID制御

PID制御の構成方法，比例制御，微分制御，積分制御

11/玄相昊

状態空間モデル

状態方程式，出力方程式

12玄相昊

制御システムの構造

伝達関数，固有値と安定性、可制御性

13/玄相昊

状態フィードバック制御１

レギュレータ（再）

14/玄相昊

状態フィードバック制御２

サーボ系（再）

Class Format

すべて対面で実施予定

Recommendations for Private Study

MATLAB/Simulinkを活用すること。教科書の例題や問題に出てくるプログラムは必ず自分で実行すること。

Grade Evaluation Method

Kind Percentage Grading Criteria etc.
Final Examination (Written) 70

到達目標に対応して，基本概念の理解や運用に関する問題を出す。
Report Examination
(A report to be submitted by the unified deadline)		 0

Exams and/or Reports other than those stated above, and Continuous Assessment　
(Evaluation of Everyday Performance in Class)		 30

到達目標に対応して，小テストやレポートを課す。
小テストやレポートの正答率，レポートの提出状況，授業への出席状況により評価する。

Grade Evaluation Method （Note）

レポートの体裁，構成，文章，読み易さ，見た目も評価します。メモ書きのようなもの，いい加減に作成されたものなどは評価の対象としません。

Advice to Students on Study and Research Methods

制御工学はMATLAB/Simulinkを活用することで，理解が容易になる。MATLAB/Simulinkは，PC版だけでなく，スマートフォン(iOS, Android)版もあるので，自分のPCかスマートフォン（あるいはその両方）に必ずインストールすること。

Textbooks

Textbooks （Frequency of Use, Note）

manaba+R にアップロードします。

Reference Books

Title Author Publisher ISBN Code Comment
MATLABによる制御理論の基礎 野波，西村 東京電機大学出版 4-501-31930-5
わかりやすい現代制御理論 森 森北出版 978-4-627-92141-2

Reference Books （Frequency of Use, Note）

ここに示した参考書は，授業で扱う内容よりも多くの内容が含まれていますが，制御に関する基本的な事柄が書かれています。より深く学習するための参考になると思います。

Web Pages for Reference

How to Communicate with the Instructor In and Out of Class(Including Instructor Contact Information)

Learning Management System （manaba+R）

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URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/