授業科目名(和文)
[Course]
ロボット工学
授業科目名(英文)
[Course]
Robot Engineering
学部(研究科)
[Faculty]
情報工学部
学科(専攻)
[Department]
人間情報工学科/スポーツシステム工学科
担当教員(○:代表教員)
[Principle Instructor(○)
and Instructors]
井上 貴浩  自室番号(2304)、電子メール(inoue**ss.oka-pu.ac.jp)
※利用の際は,** を @に置き換えてください
単位数
[Point(Credit)]
2単位
対象学生
[Eligible students]
3年次生
授業概略と目標
[Course description and Objects]
ロボット工学全体は非常に幅の広い学問であり,機構学や動力学,制御工学,メカトロニクスをはじめ,機械要素,プログラミング言語,情報,電気電子,材料の分野も含まれる.この中で最も重要であるのは動力学(Dynamics)と運動学(Kinematics)である.現在は,製造業に限らず,宇宙,医療,建設,農業と応用分野を広げつつあり,それと同時にロボット技術は急速に発展している.本講義では,特に,機械システム工学や自動制御工学にかかわる技術者にとって基礎となる技術に重点をおき解説する.
到達目標
[Learning Goal]
1. ロボットマニピュレータの基礎式の記述と順運動学と逆運動学を理解する
2. ロボットマニピュレータの手先位置や速度,加速度を求めることができる
3. ロボットの位置制御や力制御の手法を学び,インピーダンス制御を理解する
4. 現代制御手法の基礎を学び,多変数ロボットシステムの制御法を学ぶ
5. デジタル制御の基礎とZ変換を理解し,離散系モデルの導出ができる
6. 非線形制御手法や最新のロボット研究の現状を理解する
履修上の注意
[Notes]
本講義は3年次生開講の「創造設計・実験I,II」や「メカトロニクス」に深く関連する.また,ロボット工学は運動器具開発をはじめとする製造業や,電機,航空機,機械等の生産開発系企業の幅広い分野で必要不可欠の学問である.したがって,より多くの学生が本講義を履修することを望む.
授業計画とスケジュール
[Course schedule]
1. ロボット工学の紹介
2. 静力学
3. 動力学
4. 応用制御工学
5. 状態方程式と状態空間表現
6. 根軌跡法
7. ロボットの運動学とヤコビ行列
8. 力制御法とインピーダンス制御
9. 軌道追従制御とトルク計算法
10. 最適制御法
11. オブザーバとカルマンフィルタ
12. デジタル制御
13. Z変換
14. 非線形制御システム
15. 最新のロボット研究
成績評価方法と基準
[Grading policy (Evaluation)]
成績評価は中間試験(35%),期末試験(35%),10回程度のリポート提出(10%),6回程度の小テスト(20%)の成績を勘案し行う.
教科書
[Textbook]
教科書:「ロボット工学」,早川,櫟,矢野,2007
参考書:「詳解制御工学演習」,明石,今井,共立出版,1981
参考書:「Control Systems Engineering, sixth ed.」, N.Nise, John Wiley & Sons, Inc., 2011
自主学習ガイド及び
キーワード
[Self learning]
教科書の章末問題のみでは不足するため,演習書を入手し普段から自習を行うと同時に講義ごとに必ず復習すること.また,宿題を多く課すが自力で解くことにより定期試験に備えること.
開講年度
[Year of the course]
27
備考 ロボット工学は機械システムの応用的制御手法を学ぶ入門的学問領域であると同時に,機械システムの機構設計に関する実践的手法を習得できる.ロボット制御の基礎から応用までを網羅的に学ぶことがきるため,工学系ものづくり企業を目指す学生諸君にとっては価値の高い講義内容となる.