- 開講元
- 機械系
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 木5-8(S222)
- クラス
- -
- 科目コード
- MEC.I333
- 単位数
- 2
- 開講年度
- 2018年度
- 開講クォーター
- 4Q
- シラバス更新日
- 2018年4月5日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
media
講義の概要とねらい
本授業では現代制御理論とロボットの制御に関して講義する．まず，線形システムを対象とし，状態空間での表現を用いて，その表し方，解析，制御系の設計について述べる．次に，非線形システムとしてロボットを対象とし，その制御法について述べる．
到達目標
本講義により，
(1) 現代制御論に関して
(a) 線形システムを状態方程式で表すことができるようになる
(b) システムの可制御性，可観測性を調べることができる
(c) 極配置，最適レギュレータ，オブザーバを用いて制御系が設計できる
(2) ロボットの制御に関して
(a) 運動学，静力学の解が求められる
(b) 運動方程式が求められる
(c) コンプライアンス制御系が設計できる
キーワード
現代制御論，運動学，静力学，動力学
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
本授業は講義を中心として行う．それぞれの授業において，前回までの知識が前提となるため，次の授業までに十分な復習をしておくことが望ましい．
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 運動方程式と状態方程式 | 線形システムを状態方程式で表すことができる |
| 第2回 | 伝達関数と状態方程式 | 伝達関数から状態方程式を求められる．また，状態方程式から伝達関数が求められる |
| 第3回 | 状態方程式の安定性 | 状態遷移行列の固有値からシステムの安定性が導ける |
| 第4回 | システムの結合，最小実現 | 伝達関数から最小実現を求められる |
| 第5回 | 可制御性と可観測性 | 状態方程式から可制御性，可観測性を調べられる |
| 第6回 | 状態フィードバック，極配置 | 極配置によって状態フィードバックが設計できる |
| 第7回 | 最適制御 | 最適レギュレータによって静的制御系が設計できる |
| 第8回 | オブザーバ，カルマンフィルタ | オブザーバで状態推定ができる |
| 第9回 | ロボットの運動学と座標変換 | ロボットの運動学が理解できる |
| 第10回 | オイラー角，姿勢の表し方 | オイラー角を用いて姿勢があらわせる |
| 第11回 | 逆運動学解析，ニュートンラプソン法 | ニュートンラプソン法を用いて逆運動学の解が得られる |
| 第12回 | ロボットの静力学・仮想仕事の原理 | 仮想仕事の原理に基づいて静力学の解が得られる |
| 第13回 | ロボットの順動力学/逆動力学 | 運動方程式から順/逆動力学の解が得られる |
| 第14回 | 非線形系の線形化手法 | テイラー展開を利用して非線形系が線形化できる，フィードバック線形化ができる |
| 第15回 | コンプライアンス制御・インピーダンス制御 | コンプライアンス制御系，インピーダンス制御系が設計できる |
教科書
ロボティクス，日本機械学会（小俣担当の場合）
参考書、講義資料等
特になし
成績評価の基準及び方法
最終試験によって評価する
関連する科目
- MEC.I312 ： モデリングと制御
- MEC.I211 ： ロボット機構学
- MEC.I332 ： メカトロニクス演習
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
「MEC.I312 モデリングと制御」および「MEC.I211 ロボット機構学」を履修していること，または，相当する知識を有すること．
