到達目標
本授業を通じて、Pythonにおよる簡単な制御を学びながら、制御のためのモデルをはじめ制御の安定生を理解する。 【V-C-7】 制御：制御工学に関する理論を習得し、自動制御応用に必要な知識を習得することを目標とする。
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 | 最低限必要な到達レベル（可） |
| 制御の基礎概念を理解し、制御の要素・技術を理解できる。 | ロボットの制御系を理解し、実問題に対して適切に適用、設計ができる。 | ロボットの制御系を理解し、実問題に対して適用ができる。 | ロボットの制御系の基礎を理解できる。 |
| 制御系設計による基本比例速度を求めることができる。 | PゲインとIゲインの両方を調整することができる。 | ロボットの各種センサ技術を理解し，ロボットの環境認識法に対して説明ができる。 | ロボットの各種センサ技術の基礎を理解し，ロボットの環境認識法の基礎を理解できる。 |
| 制御系設計の古典的手法を理解できる。 | 正しく設計・PID制御の比例・微分・積分のゲインを求めるか定期試験を行い、理解度を評価する。 | ＰＩＤ制御とIPD制御の基礎知識を理解し、利用できる。 | ロボットの移動制御系について基礎を理解し，要素技術を統合して移動ロボットシステムの基礎を理解することができる。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
科目目標【MCC目標】
本授業を通じて、Pythonにおよる簡単な制御を学びながら、制御のためのモデルをはじめ制御の安定生を理解する。 【V-C-7】 制御：制御工学に関する理論を習得し、自動制御応用に必要な知識を習得することを目標とする。
総合評価
報告書の提出/受付（50%）および実習方法に基づいた適切な実習を行えたか（50%）の合計点で評価する。実習経過の文書提出も後者に加味する。以上により評価する。
授業の進め方・方法:
ロボットや飛行ロボット等を制御するための必要な技術・開ループ閉ループ・フィードバック制御の理解を通じて、制御システムを構成している要素に加える入力と出力の関係の見出方法を学ぶ。 PID制御とは、どんな制御なのか、どうやって使われてるのか、その目的は何のか理解させる。
注意点:
教科書・教材
制御工学-JSMEテキストシリーズ・制御工学入門・PID制御の基礎・ロボット工学「本校図書館」
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス ﾛﾎﾞｯﾄ制御について |
授業の進め方・評価方法・ロボットと制御とは何かを学ぶ。
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| 2週 |
制御工学の基礎概念-I |
ロボットを制御する際に必要な技術を学ぶ。
【V-C-7】システムのふるまいを伝達関数やブロック線図を用いて表現することができる。
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| 3週 |
制御工学の基礎概念-II |
ブロック線図や制御に関する入出力関係を学ぶ。
【V-C-7：1-2】ブロック線図を用いたシステムの表現方法が理解できる。
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| 4週 |
フィードバック制御 |
開ループ閉ループ・フィードバック制御を学ぶ。
【V-C-7：1-2】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。
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| 5週 |
PID制御 |
PID制御の基礎や組合せを学ぶ。 【IV-C-7：3-1】フィードバックシステムの安定判別法の説明ができる。
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| 6週 |
伝達関数-I |
ラプラス変換を用いて伝達関数の求め方を学ぶ。
【V-C-7：1-1】伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。
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| 7週 |
伝達関数-II |
伝達関数への演習を行うを学ぶ。
【V-C-7：1-1】伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。
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| 8週 |
前学期中間試験 |
前学期中間試験を行う。
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| 2ndQ |
| 9週 |
Pythonによる制御工学 |
Python環境を構築する。
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| 10週 |
Pythonの基礎-I |
データと型、文字列、数値及び変数を学ぶ。
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| 11週 |
Pythonの基礎-II |
フロー制御（比較変数・if文）の使い方を学ぶ。
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| 12週 |
Pythonの基礎-III |
クロージャ・ラムダ式・ジェネレータとリスト内包表記を学ぶ。
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| 13週 |
Pythonの基礎-IV |
Pythonによる伝達関数の表記方を学ぶ。
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| 14週 |
Pythonの基礎-V |
Pythonによる伝達関数の表記方を学ぶ。
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| 15週 |
Group Assessment Test (GAT) |
上記の内容を元にGroup Assessment Test (GAT)を行う。
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| 16週 |
前学期末試験 |
前学期期末間試験を行う
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評価割合
| 定期試験 | GAT | レポート | その他（演習課題・発表・実技・成果物等） | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的理解 | 40 | 10 | 0 | 0 | 50 |
| 応用力（実践・専門・融合） | 40 | 10 | 0 | 0 | 50 |
| 社会性（プレゼン・コミュニケーション・PBL） | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 主体的・継続的学修意欲 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |