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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 ロボティクス学科
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
ロボット制御
Robot Control
2 E232-01 2022年度
5期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.ロボットの機構と座標系 2.順運動学と逆運動学 3.剛体の動力学 4.モデリング 5.位置制御と力制御 ロボットがどのような構造や機能を持つか理解し、3次元空間におけるロボットの表現方法 を習得する。また、剛体の動力学の基礎を習得する。さらに、比較的簡単なロボットマニピ ュレータを制御対象として運動方程式の導出法や、安定にロボットを制御するための位置制 御や力制御の方法を習得する。
授業の概要および学習上の助言
ロボットを制御するために必要な基礎を習得することを目的とし、簡単なロボットマニピュレータを制御対象として講義なら びに演習を行う。 1. ロボットマニピュレータの機構と力学解析の基礎を学習する。 2. ロボットマニピュレータの位置と姿勢、その速度の表現法など運動学の基礎を学習する。 3. ロボットマニピュレータの運動方程式の導出法や利用法など動力学の基礎を学習する。 4. ロボットマニピュレータの手先位置を目標軌道に沿って移動するための位置制御方法を学習する。 5. ロボットマニピュレータが作業対象と接触中に希望通りに力を加えるための力制御方法を学習する。
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:ロボット制御基礎論[コロナ社] 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
ロボット基礎力学Ⅰ・Ⅱ、ロボット応用力学Ⅰ、制御工学入門、制御工学Ⅰを修得していることが望ましい。
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
K ロボットマニピュレータの位置と姿勢を3次元空間上に表現できる。
K ロボットマニピュレータの順運動学問題と逆運動学問題を理解し、手先位置や関節角度を計算できる。
K ロボットマニピュレータの運動方程式を導出し数式モデルを表現できる。
K ロボットマニピュレータの位置制御や力制御を理解し、安定なフィードバック制御を実現できる。
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 30 30 0 0 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 30 30 0 0 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 25 20 10 0 0 0 0 55
思考・推論・創造する力 15 10 10 0 0 0 0 35
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 0 0 0 0 0 0 0 0
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 10 0 0 0 0 10
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 授業明細表に指定した予定で総合的に達成度を評価するために筆記式の期末試験をおこなう.なお,授業 の進行状況に応じて予定が変更されることがある.
クイズ
小テスト
中間における振り返りとして,授業明細表に指定した予定で中間テストをおこなう.なお,授業の進行状 況に応じて予定が変更されることがある.
レポート 授業内容の理解度を深めるために,不定期に5回程度,レポート課題を課す.
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
産業用ロボットマニピュレータや、その他一般のロボットに対 して、①から④までの行動目標を80%以上達成できる。また 、ロボット制御で学修した知識を基に、それを応用する力を獲 得している。 2自由度のロボットマニピュレータに対して、①から④までの 行動目標を60%以上達成できる。また、その他のロボット制 御に関する基本的な知識を獲得している。
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分※
1回 【1.1】ロボットの機構 講義(質疑応答を含む)と演 習 自己点検 予習:教科書第該当範囲の通読 復習:学科の教育目標と本科目の 関連,教科書該当範囲の理解 60 60
2回          【2.1】物体の位置と姿勢 講義(質疑応答を含む)と演 習 自己点検 予習:教科書該当範囲の通読 復習:教科書該当範囲の理解 60 60
3回          【2.1】物体の位置と姿勢  【2.1.4】ロール・ピッチ・ヨー角 【2.2】座標変換  【2.2.1】同次変換 講義(質疑応答を含む)と演 習 自己点検 予習:教科書該当範囲の通読 復習:教科書該当範囲の理解 60 60
4回          【2.2】座標変換  【2.2.2】同次変換の積と逆変換 【2.3】関節変数と手先位置  【2.3.1】一般的関係  【2.3.4*】順運動学問題と逆運動学問題 講義(質疑応答を含む)と演 習 自己点検 予習:教科書該当範囲の通読 復習:教科書該当範囲の理解 60 60
5回          【2.3】関節変数と手先位置  【2.3.2】リンクパラメータ  【2.3.3】リンク座標系 講義(質疑応答を含む)と演 習 自己点検 予習:教科書該当範囲の通読 復習:教科書該当範囲の理解 60 60
6回          【2.5】ヤコビ行列 講義(質疑応答を含む)と演 習 自己点検 予習:教科書該当範囲の通読 復習:教科書該当範囲の理解 60 60
7回          【2.4】逆運動学問題 講義(質疑応答を含む)と演 習 自己点検 予習:教科書該当範囲の通読 復習:教科書該当範囲の理解 60 60
8回          総合演習,中間テスト 演習と小テスト 自己点検 予習:第7回までの学習内容の復 習 120
9回          中間テストの解説と学習内容の振り返り 解説と講義(質疑応答を含む ) 自己点検 復習:中間テストの内容の復習 120
10回          【3.3】ラグランジュ法による運動方程式の誘導 講義(質疑応答を含む)と演 習 自己点検 予習:教科書該当範囲の通読 復習:教科書該当範囲の理解 60 60
11回          【5.1】目標軌道 講義(質疑応答を含む)と演 習 自己点検 予習:教科書該当範囲の通読 復習:教科書該当範囲の理解 60 60
12回          【5.3】線形化とサーボ補償による制御 講義(質疑応答を含む)と演 習 自己点検 予習:教科書該当範囲の通読 復習:教科書該当範囲の理解 60 60
13回          【6.1】インピーダンス制御法 【6.2】ハイブリッド制御法 講義(質疑応答を含む)と演 習 自己点検 予習:教科書該当範囲の通読 復習:教科書該当範囲の理解 60 60
14回                   総合演習,期末試験 演習と試験 自己点検 予習:第13回までの学習内容の 復習 120
15回 期末試験の解説と学習内容の振り返り 解説と講義(質疑応答を含む ) 自己点検 復習:期末試験の内容の復習 120