金沢工業大学 学習支援計画書
2283-01
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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
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機械工学専攻
対象課程
科目名
単位数
科目コード
開講時期
授業科目区分
博士前期課程(修士課程)
制御系設計解析統合特論Ⅰ
Feedback Control of Dynamic Systems I/Design and Synthesis
4
2283-01
2022
年度
前学期
関係科目
担当教員名
河合 宏之
、
,
村尾 俊幸
、
,
藤木 信彰
、
,
鈴木 亮一
授業科目の学習・教育目標
キーワード
学習・教育目標
1.モデリング 2.制御系設計 3.安定解析 4.シミュレーション 5.センシング
ロボットを制御するための理論―設計・シミュレーション―実装・実験までの一連の流れを 修得する.はじめに,ロバスト制御理論及びシステム同定理論を学習する.次に,与えられ た制御対象について,モデル化及び制御系CADを利用した設計方法やシミュレーションによ る評価方法を学習する.また,センサフュージョンや信号処理に関連した演習も行う.最後 に,先に学習した知識をもとに,パラメータの同定,設計,プログラムの実装を行い,制御 系設計法の有効性を検証し,安定性や性能を評価する.
授業の概要および学習上の助言
線形代数,微分方程式等,数学的な基礎を復習すること.また,制御工学の基本概念を学習していることが望ましい.具体的 には,システム数学,制御工学(Ⅱ),シミュレーション工学,計測工学,信号処理といった学部科目,動的システム特論の 履修が望まれる.
教科書および参考書・リザーブドブック
最初の授業で指示する.
履修に必要な予備知識や技能
学習上の助言を参照.
学生が達成すべき行動目標
No.
①
制御理論に基づき,与えられた制御対象について制御系設計及び評価・検証ができる.
②
ロボット(制御対象)が合目的に動作するために個々の構成要素を統合化し,制御システムとして構築できる.
③
④
⑤
⑥
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
20
10
70
0
0
0
0
100
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
①
レ
第2週から第7週までの講義内容について試験を行う.なお,講義の進行状況に応じて予定が変更されるこ とがある.
②
レ
③
④
⑤
⑥
クイズ
小テスト
①
レ
第9週,第10週の講義内容について小テストを行う.なお,講義の進行状況に応じて予定が変更されるこ とがある.
②
レ
③
④
⑤
⑥
レポート
①
レ
第2週から第7週までの講義内容についてレポートで評価を行う. 第11週から第15週までの演習内容を纏めたレポートで評価を行う.活動状況も考慮して評価するため,積 極的な取り組みを期待する.
②
レ
③
④
⑤
⑥
成果発表
(口頭・実技)
①
②
③
④
⑤
⑥
作品
①
②
③
④
⑤
⑥
ポートフォリオ
①
②
③
④
⑤
⑥
その他
①
②
③
④
⑤
⑥
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
制御対象のモデリングから制御系設計及び評価,解析まで,制 御系設計に関する一連の流れを理解し,それを実行できる.
制御対象のモデリングから制御系設計及び評価,解析まで,制 御系設計に関する一連の流れを理解し,その技術を修得する.
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
第1週
・モジュール統合科目の説明
オリエンテーション
復習:線形代数,微分方程式等, 数学的な基礎の理解
120
第2週
・数式モデルと状態空間表現
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:講義内容の理解
120
第3週
・可制御性と可観測性
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:講義内容の理解
120
第4週
・状態フィードバックと安定性
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:講義内容の理解
120
第5週
・フィードバックによる極配置
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:講義内容の理解
120
第6週
・オブザーバ
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:講義内容の理解
120
第7週
・最適制御
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:講義内容の理解
120
第8週
・第7週までの講義内容の試験
試験
予習:第7週までの講義内容の理 解
120
第9週
・倒立振子の線形化モデルと出力方程式 ・制御対象のモデリング
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:講義内容の理解
120
第10週
・内部安定性,可制御性,可観測性 ・実験装置及びDSPの確認 ・実験計画の検討
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:講義内容の理解と実験計画 の検討及び実験の準備
120
第11週
・実験(パラメータの同定) ・制御系設計
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:実験結果の整理と制御系設 計の理解
120
第12週
・制御系設計 ・解析(シミュレーション)
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:解析結果の整理と制御系設 計の理解
120
第13週
・解析(シミュレーション) ・実験(プログラムの実装)
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:解析結果の整理とプログラ ム実装の準備
120
第14週
・実験(プログラムの実装) ・制御系の評価
講義(質疑応答を含む)と演 習
復習:実験結果の整理
120
第15週
・レポート提出及び修正
講義(質疑応答を含む)と演 習
予習:レポートの作成
120