授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
34169:ロボット運動制御(5T) 2024 春セメスター 水4 理工学部 玄 相昊 2

キャンパス

BKC

授業施設

フォレストハウス２０６号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

ロボットの機構学と制御工学の基礎を理解した学生が、数学と力学をさらに駆使することで「ロボットを縦横無尽に動かす」ための理論体系を学ぶ「重要科目」である。
本講義は「ロボティクス実験II」の理論パートに対応しており、代表的なロボットであるマニピュレータを題材にして、基本的な運動制御方法を学ぶ。
移動ロボットへの応用やデータを用いた運動学習への展望にも触れる。

受講生の到達目標

ロボットの運動学と動力学の理解をベースに，ロボットに作業を行わせるための基本的な制御方法（理論）を学ぶ．
１）制御工学の知識と合わせて1自由度機械系の制御方法が理解できる
２）ロボットの運動学の制御への利用方法が理解できる
３）ロボットの動力学の制御への利用方法が理解できる
４）ロボットの手先の位置・速度・力制御とその応用方法が理解できる
５）アクチュエータの制御における役割が理解できる
６）移動ロボットの力学と制御の基本が理解できる
７）各種制御アルゴリズムの実装方法が理解できる

事前に履修しておくことが望まれる科目

・ロボット機構学（事前履修必須）
・制御工学１（事前履修必須）
・力学１，力学２（事前履修必須）
・力学３

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等
1-2

 1自由度系の制御

- 台車の加速度、速度、位置制御
- 軌道計画とフィードフォワード制御
- フィードバック制御の使い方（安定化、補償）

3

マニピュレータの軌道制御1

- オーソドックスな軌道追従制御
- 速度関係式を利用した軌道追従制御
- 冗長自由度とその利用方法
- 「ロボット機構学」講義のおさらい

4-6

多自由度系の力学と制御

- 剛体の運動とマルチボディダイナミクス
- 多関節ロボットの運動方程式
- 状態方程式と安定論

7

理解度確認テスト１

60分間の確認テスト＋30分の講義（事後説明・解説）

8-10

マニピュレータの軌道制御2

- ダイナミクスを利用した関節軌道追従
- ダイナミクスを利用した手先軌道追従
- 重力補償付きPD制御

11

アクチュエータの特性とロボット運動制御

- 電動アクチュエータのモデル
- 産業用ロボットの運動制御

12-14

マニピュレータの力制御

- 力の計測
- 拘束条件付き運動方程式
- 相互作用の記述
- 力制御（とくにインピーダンス制御）
- 移動ロボットへの応用

15

理解度確認テスト２

60分間の確認テスト＋30分の講義（事後説明・解説）

授業実施形態

対面で実施する。

授業外学習の指示

講義は基礎的な内容から発展的な内容に段階的に進むため，授業中に提示する演習問題を中心に，必ず復習を行う必要がある。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 0

レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）		 0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 100

到達目標に対応して，授業内の小テストと理解度確認テストを行い、テスト正答率と授業への出席状況によって成績を評価する。なお、状況によっては一部のテストをレポートに変更する場合もある。

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

力学1,2，制御工学1 をよく復習してから臨んでもらいたい．
数学は微分方程式と線形代数の知識が必須である．

教科書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
ロボット運動制御 玄相昊

教科書(使用頻度、その他補足)

授業中に無償配布します。

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
ロボット制御基礎論 吉川恒夫 コロナ社
ロボットの力学と制御 有本卓 朝倉書店

参考書(使用頻度、その他補足)

特になし

参考になるwwwページ

特になし

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

manaba+R,学生との直接対話,その他(教員より別途指示）

備考

特になし
【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/