2021年 理工学部 シラバス - 電気工学科
設置情報
科目名 | ロボティクス | ||
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設置学科 | 電気工学科 | 学年 | 4年 |
担当者 | 星野 貴弘 | 履修期 | 後期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜4 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I34R |
クラス | A・B | ||
履修系統図 | 履修系統図の確認 |
概要
学修到達目標 | 本講義では制御の基礎、制御工学を基礎として、ロボット制御において,最も重要な理論の一つである現代制御工学について学修する。現代制御理論における重要な考え方である状態空間表現について理解とシステムの状態方程式を記述できることを目標とする。また,状態空間表現を用いて,システムの応答特性について理解する。 |
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授業形態及び 授業方法 |
「同時双方向型授業」 オンライン会議システム「Zoom」を利用して同時配信を行う。 講義を主体とするが内容を良く理解するために例題による説明および演習を行う。 |
履修条件 | 選択科目。「制御の基礎」、「制御工学」を履修していることが望ましい。 |
授業計画
第1回 | 講義概要,学修目標,必要となる数学的知識,成績評価等について ロボットと制御工学,古典制御の要点のおさらい <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
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第2回 | 1.現代制御工学とは 1.1 制御とは 1.2 動的システム 1.3 伝達関数表現 1.4 連立方程式の行列・ベクトル表現 1.5 状態空間表現 1.6 現代制御とは <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第3回 | 2. 状態空間表現 2.1 直流モータの状態空間表現 2.2 マスバネダンパ系の状態空間表現 2.3 2階微分方程式で表されるシステムの状態空間表現 2.4 状態空間表現の特徴 <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第4回 | 3. 行列とベクトルの基本事項 3.1 行列とベクトル 3.2 ベクトルの内積とノルム 3.3 行列と余因子と行列式 3.4 逆行列 3.5 固有値 3.6 対角化 <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第5回 | 4. 状態空間表現と伝達関数表現の関係 4.1 伝達関数表現から状態空間表現 4.2 状態空間表現から伝達関数表現 <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第6回 | 5. 状態変数線図と状態変数変換 5.1 状態変数線図 5.2 状態変数変換 <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第7回 | 6. 状態方程式の自由応答 6.1 自由システムの応答 6.2 自由応答のモード展開 <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第8回 | 中間試験と解説 (試験範囲:第1回~第7回) <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第9回 | 中間試験と解説 (試験範囲:第1回~第7回) <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第10回 | 7. システムの応答 7.1 状態空間表現の解 7.2 状態方程式の解の性質 <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第11回 | 8. システムの応答と安定性 8.1 自由システムの漸近安定性 8.2 安定性の分類 8.3 有界入力有界出力安定性 <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第12回 | 9. 状態フィードバックと極配置 9.1 状態フィードバック制御による安定化法 9.2 速応性の改善と極配置 <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第13回 | 10. システムの可制御性と可観測性 10.1 線形システムの構図 10.2 線形システムの可制御性と可観測性 <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第14回 | 期末試験と解説(試験範囲:第10回~第13回) <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
第15回 | 期末試験と解説(試験範囲:第10回~第13回) <事前学習>教科書の該当箇所を読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと。(120分) <事後学習>講義した内容を学生間で議論し,理解できなかった箇所を次回に質問できるようにしておく。(120分) |
その他
教科書 |
佐藤 和也,下本 陽一,熊澤 典良 『はじめての現代制御理論』 講談社 2012年 第1版
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参考書 |
白石 昌武 『入門現代制御理論』 日刊工業新聞社 1995年 第1版
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成績評価の方法 及び基準 |
全授業回数の3分の2回以上出席※した学生に対して以下の配分に基づき成績評価を行う。 ①中間課題 40% ②期末課題 40% ③普段の課題レポート等の評価 20% |
質問への対応 | 随時対応します。電話またはメールで連絡下さい。日時を設定します。 原則,授業内の演習課題はその講義中に,レポート課題の解答は次回の講義時に解説します。 また,解答解説後はCSTポータル(https://newportal.cst.nihon-u.ac.jp/cst/top.do)上でも解答を公開しますので,そちらも参考にしてみてください。 |
研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎 タワースコラ16階1602室 Tel:03-3259-0769 E-mail:hoshino.takahiro@nihon-u.ac.jp |
オフィスアワー |
火曜 駿河台 16:40 ~ 18:00 随時電話・メールなどで事前連絡の上,研究室まで来て下さい。
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学生への メッセージ |
予習・復習も大切ですが、授業中に疑問を生じた場合はそのままにせず、なるべくその場で理解するように努力してください。必ず講義の最初から出席してください。 |