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授業情報／Course information

科目一覧へ戻る 2019/08/20 現在

授業基本情報
科目名（和文）
／Course		 ロボット工学
科目名（英文）
／Course		 Robot Engineering
時間割コード
／Registration Code		 23232301
学部（研究科）
／Faculty		 情報工学部
学科（専攻）
／Department		 人間情報工学科/スポーツシステム工学科
担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors		 ○井上　貴浩
オフィスアワー
／Office Hour		 井上　貴浩(月曜３限（１２時４０分～１４時１０分）)
開講年度
／Year of the Course		 2017年度
開講期間
／Term		 第4クォーター
対象学生
／Eligible Students		 3年
単位数
／Credits		 2.0
授業概要情報
更新日
／Date of renewal		 2017/03/21
使用言語
／Language of Instruction		 日本語
オムニバス
／Omnibus		 該当なし
授業概略と目的
／Cource Description and Objectives		 ロボット工学全体は非常に幅の広い学問であり，機構学や動力学，制御工学，メカトロニクスをはじめ，機械要素，プログラミング言語，情報，電気電子，材料の分野も含まれる．この中で最も重要であるのは動力学（Dynamics）と運動学（Kinematics）である．現在は，製造業に限らず，宇宙，医療，建設，農業と応用分野を広げつつあり，それと同時にロボット技術は急速に発展している．本講義では，特に，機械システム工学や自動制御工学にかかわる技術者にとって基礎となる技術に重点をおき解説する．
履修に必要な知識・能力・キーワード
／Prerequisites and Keywords		 「創造設計・実験I,II」や「メカトロニクス」の知識を必要とする．
キーワード：ロボット運動学，動力学，最適制御，状態フィードバック
履修上の注意
／Notes
教科書
／Textbook(s)		 教科書：使用しません．
参考文献等
／References		 参考書：「ロボット工学」，早川，櫟，矢野，2007
参考書：「詳解制御工学演習」，明石，今井，共立出版，1981
参考書：「Control Systems Engineering, sixth ed.」, N.Nise, John Wiley & Sons, Inc., 2011
自主学習ガイド
／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework		 教科書の章末問題のみでは不足するため，演習書を入手し普段から自習を行うと同時に講義ごとに必ず復習すること．また，宿題を多く課すが自力で解くことにより定期試験に備えること．
資格等に関する事項
／Attention Relating to Professional License
備考
／Notes		 ロボット工学は運動器具開発をはじめとする製造業や，電機，航空機，機械等の生産開発系企業の幅広い分野で必要不可欠の学問である．したがって，より多くの学生が本講義を履修することを望む．
ロボット工学は機械システムの応用的制御手法を学ぶ入門的学問領域であると同時に，機械システムの機構設計に関する実践的手法を習得できる．ロボット制御の基礎から応用までを網羅的に学ぶことがきるため，工学系ものづくり企業を目指す学生諸君にとっては価値の高い講義内容となる．
授業計画詳細情報
No. 単元（授業回数）
／Unit (Lesson Number)		 単元タイトルと概要
／Unit Title and Unit Description		 時間外学習
／Preparation and Review		 配布資料
／Handouts
1 １ [ロボット工学の紹介]
最新ロボット技術の紹介と社会での役割
2 ２ [静力学]
各関節を駆動するトルクと手先力の関係
3 ３ [動力学]
制御コントローラを踏まえた制御系全体での運動方程式
4 ４ [応用制御工学]
最適レギュレータ等の基本的事項を学ぶ
5 ５ [状態方程式と状態空間表現]
状態空間から伝達関数へ，またその逆変換を学ぶ
6 ６ [根軌跡法]
安定論も含めた制御系設計手法を学ぶ
7 ７ [ヤコビ行列]
ロボットの運動学とヤコビ行列について学ぶ
8 ８ [インピーダンス制御]
力制御法とインピーダンス制御について学ぶ
9 ９ [トルク計算法]
軌道追従制御とトルク計算法について学ぶ
10 １０ [最適制御法]
最適制御法について学ぶ
11 １１ [オブザーバとカルマンフィルタ]
オブザーバとカルマンフィルタについて学ぶ
12 １２ [デジタル制御]
デジタル制御について学ぶ
13 １３ [Z変換]
Z変換について学ぶ
14 １４ [非線形制御システム]
非線形制御システムについて学ぶ
15 １５ [最新のロボット研究]
最新のロボット研究について学ぶ
16 １６ [定期試験]
定期試験を実施する．
授業評価詳細情報
到達目標及び観点／Learning Goal and Specific Behavioral Viewpoints
No. 到達目標
／Learning Goal		 知識・理解
／Knowledge & Undestanding		 技能・表現
／Skills & Expressions		 思考・判断
／Thoughts & Decisions		 伝達・コミュニケーション
／Communication		 協働
／Cooperative Attitude
1 ロボットマニピュレータの基礎式の記述と順運動学と逆運動学を理解する ○
2 ロボットマニピュレータの手先位置や速度，加速度を求めることができる ○
3 ロボットの位置制御や力制御の手法を学び，インピーダンス制御を理解する ○
4 現代制御手法の基礎を学び，多変数ロボットシステムの制御法を学ぶ ○
5 デジタル制御の基礎とZ変換を理解し，離散系モデルの導出ができる ○
6 非線形制御手法や最新のロボット研究の現状を理解する ○
成績評価方法と基準／Evaluation of Achievement
※出席は2/3以上で評価対象となります。
No. 到達目標
／Learning Goal		 定期試験
／Exam.		 リポート提出 小試験
1 ロボットマニピュレータの基礎式の記述と順運動学と逆運動学を理解する ○ ○ ○
2 ロボットマニピュレータの手先位置や速度，加速度を求めることができる ○ ○ ○
3 ロボットの位置制御や力制御の手法を学び，インピーダンス制御を理解する ○ ○ ○
4 現代制御手法の基礎を学び，多変数ロボットシステムの制御法を学ぶ ○ ○ ○
5 デジタル制御の基礎とZ変換を理解し，離散系モデルの導出ができる ○ ○ ○
6 非線形制御手法や最新のロボット研究の現状を理解する ○ ○ ○
評価割合（％）
／Allocation of Marks		 70 10 20

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