到達目標
・マニピュレータの数式表現を理解できる
・マニピュレータの制御手法について理解できる
・アクチュエータのモデリング・制御について理解できる
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| ロボットの数学的表現の理解 | 順運動学方程式や動力学方程式を理解し，構造から数式表現できる。 | 順運動学方程式や動力学方程式を理解し，数式表現を理解できる。 | 順運動学方程式や動力学方程式を理解し，数式表現を理解できない。 |
| ロボット制御に関する理解 | ロボットの制御系を設計できる | ロボットの制御系の設計を理解できる | ロボットの制御系の設計を理解できない |
| DCモータの制御に関する理解 | DCモータの制御系を設計できる | DCモータの制御系を設計を理解できる | DCモータの制御系を設計を理解できない |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程 2(2) 専門分野の知識と能力
準学士課程 2(3) ものづくりに必要な力
JABEE B-2 専門分野の知識と能力
教育方法等
概要:
マニピュレータの制御およびその構成要素であるDCモータの制御について学習する。前半は自動車の組み立て工場で使用されているマニピュレータに焦点をあて，モデリングおよび制御手法を学習する。後半はDCモータに注目してロバスト制御やディジタル制御について学習する．
授業の進め方・方法:
授業は講義形式にて実施する。
毎回，授業の最後に小テストを実施する。
注意点:
4年次の制御工学を履修しておくこと
線形代数および微分方程式の知識を活用するので事前に復習しておくこと
授業90分間に対してレポートを含め，各自180分以上の予習復習をおこなう
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ロボット制御の基礎 |
ロボットの制御システムについて理解できる
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| 2週 |
マニピュレータの順運動学・逆運動学 |
マニピュレータの順運動学・逆運動学について理解できる
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| 3週 |
マニピュレータ軌道生成 |
高次多項式による軌道生成について理解できる
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| 4週 |
重力補償 |
マニピュレータの重力補償について理解できる
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| 5週 |
マニピュレータの動力学 |
ラグランジュ法によるマニピュレータの動力学の導出を理解できる
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| 6週 |
マニピュレータの制御 |
計算トルク法による制御を理解できる
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| 7週 |
ロボット制御の実際 |
実際のロボット制御システムについて理解できる
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
アクチュエータ・センサ |
ロボットの構成要素であるアクチュエータとセンサについて理解できる
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| 10週 |
アクチュエータの制御 |
DCモータをアクチュエータとしたモデリングと制御方法を理解できる
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| 11週 |
アクチュエータの制御 |
外乱オブザーバについて理解できる
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| 12週 |
アクチュエータのディジタル制御 |
ディジタル制御の基礎となるディジタル信号のz変換を理解できる
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| 13週 |
パルス伝達関数 |
ディジタル制御系の表現が理解できる
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| 14週 |
ディジタル再設計によるディジタル制御 |
コントローラの離散化が理解できる
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| 15週 |
まとめ |
ロボット制御の流れが理解できる
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| 16週 |
定期試験 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 制御 | 伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。 | 3 | |
| ブロック線図を用いてシステムを表現することができる。 | 3 | |
| システムの過渡特性について、ステップ応答を用いて説明できる。 | 3 | |
| システムの定常特性について、定常偏差を用いて説明できる。 | 3 | |
| システムの周波数特性について、ボード線図を用いて説明できる。 | 3 | |
| フィードバックシステムの安定判別法について説明できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | レポート | 授業課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 90 |
| 専門的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |