到達目標
１．制御系の設計法（PIDおよび状態フィードバック制御法）について説明できる。
２．ロボットのPID制御プログラムを作製し実装できる。
３．ロボットの状態フィードバック制御プログラムを作製し実装できる。
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 |
| 評価項目1 | PIDおよび状態フィードバック制御について説明できる。 | 状態フィードバック制御について、おおまかに説明できる。 | PIDおよび状態フィードバック制御について説明できない。 |
| 評価項目2 | PID制御プログラムを実装できる。 | 詳細な手順書を用いて、PID制御プログラムを実装できる。 | PID制御プログラムを実装できない。 |
| 評価項目3 | 状態フィードバック制御プログラムを実装できる。 | 詳細な手順書を用いて、状態フィードバック制御プログラムを実装できる。 | 状態フィードバック制御プログラムを実装できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
制御系の応用システムとして、実際にロボットを作成し、制御系設計を行う。
制御理論（PIDおよび状態フィードバック制御）のプログラムを作成し、ロボットに実装する。
授業の進め方・方法:
・授業は、講義、実習、発表の流れで行う。
・授業ごとに、机上での計算、ロボット作製、プログラミングによる制御理論の実習、プレゼンテーションなどやるべきことが多岐にわたる。
・この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習として、レポート課題や演習問題課題を実施する。
・課題の内容や提出状況はポートフォリオの一部として評価する。
注意点:
・4年生の古典制御の内容については簡単に復習するが、習得し身についていることが必要である。
・現代制御では、行列、ベクトルなどの数学の知識も必要である。
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 |
ガイダンス、古典制御の復習 |
古典制御の伝達関数、時間応答、周波数応答、安定性を簡単に説明できる。
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| 2週 |
実験環境の導入とロボット作成 |
実験環境の導入とロボットの作製ができる。
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| 3週 |
PID制御 |
PID制御のパラメータ設計ができる。
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| 4週 |
PID制御実験 |
ロボットにPID制御プログラムの実装ができる。
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| 5週 |
プレゼンテーション１ |
ロボットのPID制御法のプレゼンテーションができる。
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| 6週 |
演習問題１ |
中間試験までの演習問題を解くことができる。
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| 7週 |
中間試験 |
中間試験
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| 8週 |
試験返却と解答の解説 |
中間試験問題を解くことができる。
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| 4thQ |
| 9週 |
現代制御の準備 |
現代制御に必要な数学の問題が解ける。
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| 10週 |
状態空間表現 |
状態空間法によるシステムの表現ができる。
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| 11週 |
状態フィードバック制御 |
状態フィードバック制御について説明できる。。
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| 12週 |
状態フィードバック実験 |
ロボットに状態フィードバック制御プログラムの実装ができる。
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| 13週 |
プレゼンテーション２ |
ロボットの状態フィードバック制御法のプレゼンテーションができる。
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| 14週 |
演習問題２ |
期末試験までの演習問題を解くことができる。
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| 15週 |
期末試験 |
期末試験
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| 16週 |
試験返却と解答の解説 |
期末試験問題を解くことができる。
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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 |
| 基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | 分数式の加減乗除の計算ができる。 | 3 | |
| 実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の簡単な計算ができる。 | 3 | |
| 行列の定義を理解し、行列の和・差・スカラーとの積、行列の積を求めることができる。 | 3 | |
| 逆行列の定義を理解し、2次の正方行列の逆行列を求めることができる。 | 3 | |
| 行列式の定義および性質を理解し、基本的な行列式の値を求めることができる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 発表（相互評価含む） | ポートフォリオ | その他 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 20 | 20 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 60 | 20 | 20 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |