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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
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
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.
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.
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.
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 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.
クイズ
小テスト
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.
レポート 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.
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
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.
※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※
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