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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