ロボティクスシステム制御工学

科目基礎情報

学校	高知工業高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	ロボティクスシステム制御工学
科目番号	6401	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	ソーシャルデザイン工学専攻	対象学年	専1
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	小坂学『高校数学でマスターする現代制御とディジタル制御』（コロナ社）
担当教員	中山 信

到達目標

１．システムを状態空間方程式や伝達関数で表すことが出来る．
２．各種状態フィードバック手法による制御系設計が出来る．
３．連続時間システムを離散時間システムに書き換える事が出来る．

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	システムを状態空間方程式や伝達関数で表すことが出来て、関係性を示すことが出来る．	システムを状態空間方程式や伝達関数で表すことが出来る．	システムを状態空間方程式や伝達関数で表すことが出来ない．
評価項目2	システムを問わず各種状態フィードバック手法による制御系設計が出来る．	各種状態フィードバック手法による制御系設計が出来る．	各種状態フィードバック手法による制御系設計が出来ない．
評価項目3	連続時間システムを離散時間システムに書き換える事が出来て、関係性を示すことが出来る．	連続時間システムを離散時間システムに書き換える事が出来る．	連続時間システムを離散時間システムに書き換える事が出来ない．

学科の到達目標項目との関係

学習・教育目標 (C) （高度な専門知識をもち、その技術と情報技術を組み合わせて構築させる複合システムデザインの基礎を身につけることができる。）

教育方法等

概要:

本講義では【現代制御理論】の基礎から応用を学び，MATLABによるシミュレーションを通じて，実際の制御系設計を体得する．また，マイコンなどに制御理論を実装するため必要な【ディジタル制御】の基礎を学び，連続時間系の制御手法を離散時間系で実現する際に必要な知識を身に付ける．

授業の進め方・方法:

授業は教科書「高校数学でマスターする現代制御とディジタル制御」に沿って基本的に進められる。 授業後、授業内容の課題が出される。

注意点:

試験の成績を70%，平素の学習状況等（課題・小テスト・レポート等を含む）を30%の割合で総合的に評価する。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	【現代制御理論】 [P.1-12]状態空間表現と伝達関数の関係	【現代制御理論】 状態空間表現と伝達関数の関係を示すことができる
		2週	[P.1-12]状態空間表現と伝達関数の関係	状態空間表現と伝達関数の関係を示すことができる
		3週	[P.12-20]状態空間表現での安定解析とブロック線図	状態空間表現での安定解析とブロック線図の作成ができる
		4週	[P.12-20]状態空間表現での安定解析とブロック線図	状態空間表現での安定解析とブロック線図の作成ができる
		5週	[P.20-25]状態フィードバック法（極配置法）	状態フィードバック法（極配置法）によるコントローラ設計ができる
		6週	[P.25-30]可制御性と状態観測器	可制御性の判別ができて、状態観測器を設計できる
		7週	[P.30-35]可観測性	可観測性の判別ができる
		8週	[P.35-39]状態フィードバック法（ＬＱＲとＬＱＩ）	状態フィードバック法（ＬＱＲとＬＱＩ）によるコントローラ設計ができる
	4thQ
		9週	[P.40-44]状態観測器による状態フィードバック法（ＬＱＧ）	状態観測器を使用して状態フィードバック法（ＬＱＧ）によるコントローラ設計ができる
		10週	[P.162-188]MATLABを活用した制御系設計，混合感度問題	MATLABを活用した制御系設計ができて，混合感度問題を解く事が出来る
		11週	[P.162-188]MATLABを活用した制御系設計，混合感度問題	MATLABを活用した制御系設計ができて，混合感度問題を解く事が出来る
		12週	【ディジタル制御】 [P.47-53]オイラー法や双一次変換による連続時間の離散化	【ディジタル制御】 オイラー法や双一次変換による連続時間の離散化ができる
		13週	[P.54-60]s-z変換による離散時間伝達関数	s-z変換による離散時間伝達関数を作成できる
		14週	[P.60-64]零次ホールド・オイラー法・双一次変換による離散時間状態方程式	零次ホールド・オイラー法・双一次変換による離散時間状態方程式を作成できる
		15週	[P.65,70-74]サンプリング定理，z領域での安定性	サンプリング定理を説明できて，z領域での安定性を判別できる
		16週

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	課題	合計
総合評価割合	70	0	0	0	0	30	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	70	0	0	0	0	30	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0