Course Name Year Term Period Faculty / Graduate School All Instructors Credits
33044:[2025 Fall]Robotic Control System (5T) 2025 Fall Mon2 College　of　Science　and　Engineering KAKOGAWA ATSUSHI 2

Campus

BKC

Class Venue

Forest301

Language

日本語

Course Outline and Method

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の「NEDOロボット白書2014」（2014年3月）では，ロボットを「センサ，知能・制御系，駆動系の３つの要素技術を有する知能化した機械システム」と定義している．また，日本工業規格（JIS）では「二つ以上の軸についてプログラミングによって動作し，ある程度の自律性をもち，環境内で動作して所期の作業を実行する運動機構」と定めている．
つまり，ロボットとは複数の異なる要素技術が組み合わさってできるシステム統合であると言える．特に，制御システムは非常に重要な役割を果たしており，ロボットの機構，アクチュエータ，センサ，コンピュータなどの知識や技術を全て活用することで初めて目的の動作を実現できる．
本講義では，ロボット制御システムの要素から振り返ると共に，アクチュエータ工学，センサ工学，機構学，制御工学，通信工学，情報工学などの内容を交えながら，ハードウェアとしてのロボットシステムを実際に統合し，現物として開発するためのプロセスについて解説する．

Student Attainment Objectives

学生がロボットの制御基礎から実際のロボット制御システムの設計，実装にいたるプロセスの概要を理解できることを目標とする．

Recommended Preparatory Course

制御工学I・II，力学I・II，応用数学，ロボット運動制御，ロボティクス実験II，アクチュエータ工学，センサ工学は関連が深いため，履修が強く望まれる．

Course Schedule

Lecture/Instructor（When there are multiple instructors) Theme
Keyword, References and Supplementary Information
-

+R授業対象科目。第14回に+R授業を実施。詳細はmanaba+Rを参照。

本講義のまとめ

1(対面授業)

ロボット制御システム（導入）

・ガイダンス
・ロボットのハードウェア
・ロボットのソフトウェア
・研究開発の流れ

2 (オンデマンド)

ロボット用アクチュエータとロボット用センサ

アクチュエータ：
・電動モータ
・流体駆動（空気圧モータ，油圧式モータ）
・新しい原理のアクチュエータ
センサ：
・内界センサ
・外界センサ

3・5 (対面授業) 4 (オンデマンド)

モータ制御システム

・モータ単体の制御システム
・センサ読み込みのための回路基板設計
・モータドライバ設計
・マイコンによる制御システム
・フィルタの設計
・A/D変換，D/A変換

6〜7 (対面授業)

制御系設計

・PID制御の構造
・PID制御器の機能
・ゲイン補償制御
・ジーグラ・ニコルズの設計法（限界感度法）
・ステップ応答に基づく設計法
・ボード線図に基づく設計法
・PTP制御，CP制御

8 (対面授業)

理解度確認試験

9〜10 (対面授業)

実時間ロボット制御のための通信システム

シリアル通信とパラレル通信
シリアル通信：
UART, USB, RS232C
RS422, RS485
SPI, I2C
CAN BUS
SSI, Biss-C
フィールドネットワーク（Ethernet, EtherCAT, CANopen）

11〜13 (オンデマンド)

ロボット制御システムの制御系実装実例

研究室で開発した実際の制御システムを例にして説明

14 (オンデマンド)

ロボット制御のためのミドルウェア

ROS: Robot Operating System
・ROSとは？
・ROSの構成
・ツールとパッケージ

Class Format

対面授業およびオンデマンドで実施する．

Recommendations for Private Study

研究室で研究開発した実際のロボットを見学可能です．気軽にご連絡ください．ただし研究開発の状況によって不可な場合もあるため，ご注意ください．興味のある方はまずはご相談ください．

Grade Evaluation Method

Kind Percentage Grading Criteria etc.
Final Examination (Written) 50

講義で説明した内容を理解できていること
Report Examination
(A report to be submitted by the unified deadline)		 0

Exams and/or Reports other than those stated above, and Continuous Assessment　
(Evaluation of Everyday Performance in Class)		 50

出席点や中間に行う理解度確認試験の結果を考慮する

Grade Evaluation Method （Note）

Advice to Students on Study and Research Methods

Textbooks

Textbooks （Frequency of Use, Note）

Reference Books

Title Author Publisher ISBN Code Comment
ROSではじめるロボットプログラミング 小倉 工学社
制御工学 太田 オーム社
確率ロボティクス スラン マイコミ
ロボット工学の基礎 川崎 森北出版
ロボット工学 広瀬 裳華房
ロボット制御学ハンドブック 松野、他 近代学社 ロボット制御全般
はじめてのロボット創造設計 米田、他 講談社 ボリュームに注意
実用ロボット開発のためのROSプログラミング 西田、他 森北出版

Reference Books （Frequency of Use, Note）

「制御工学I, II」や「ロボティクス実験II」のテキストを参考にすることがある．その他の参考資料については授業中に適宜紹介する．

Web Pages for Reference

How to Communicate with the Instructor In and Out of Class(Including Instructor Contact Information)

Learning Management System （manaba+R）,Talk with Students

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