対象年度	年度	2017	期	(週1ｺﾏ)春期	開講時限	水5
開講学部・学科等	大学院
科目コード	041004200		科目ナンバー
授業名	ロボット制御工学
英文授業名	Robot Control
担当教員	神野　誠

授業形態	講義
	e-learning利用		その他：
担当形態	単独
関連する授業
	当科目履修前に履修して おくことが望ましい科目	基礎ロボット工学
	後続関連授業
教職課程科目
テーマ・キーワード	ロボット工学、制御工学、位置制御、力制御

授業の概要・ねらい	ロボットの機構が与えられた時、ロボットを要求仕様通りに、所望の動作を精度よく確実に動作させるためにロボット制御は非常に重要である。また、ロボット制御を十分に理解し、制御特性に優れたロボットの機構を設計することも非常に重要である。本授業では、ロボットの基本構成を理解し、ロボットの運動学、静・動力学、位置制御、力制御など、ロボット制御に必要な知識を習得する。
到達目標	①ロボット制御に関連する制御工学の基本知識を習得する。 ②ロボットの制御に必要な運動学、静・動力学を習得する。 ③ロボットの位置制御、力制御、冗長マニピュレータの制御などの手法を習得する。
教科書と準備するもの	講義内容の抜粋を資料として配布する。
参考書	①ロボット制御基礎論（コンピュータ制御機械システムシリーズ）、吉川恒夫、コロナ社 ②システム制御の基礎と応用－メカトロニクス系制御のために－、岡田昌史、数理工学社、 ③わかりやすいロボットシステム入門-メカニズムから制御，システムまで-、松日楽信人・大明準治、オーム社など
評価の基準	①ロボット制御に関連する制御工学の基本知識を理解・習得できている。 ②ロボットの制御に必要な運動学、静・動力学を理解・習得できている。 ③ロボットの位置制御、力制御、冗長マニピュレータの制御などの手法を理解・習得できている。 ④①〜③に関して、発表、レポート、小テスト、定期試験などにより、ロボット制御に必要な知識を習得できているかを判断する。
具体的評価方法	授業での発言、発表、テスト、課題、態度などの平常点（70%）、定期試験（30%）で評価する。

授業評価アンケート フィードバック・ 受講生へメッセージ	授業アンケート対象外
単位互換
特記

第1回	内容	「ガイダンス」 ロボット制御工学の進め方、授業概要、評価方法について説明する。 「開発ロボットの制御事例紹介」 実際のロボットの制御事例を紹介することで、本授業での到達目標を示す。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）ロボット制御工学のシラバスを確認しておくこと。 （復習）紹介したロボット制御事例についての感想をまとめること。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第2回	内容	「ロボットの機構と制御」 ロボットの機構を踏まえた制御の基本について説明する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）過去に学習した制御の基本について、復習しておくこと。 （復習）再度、制御の基本について復習しておくこと。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第3回	内容	「物体の位置と姿勢、座標変換」 エンドエフェクタ（グリッパ、ハンド、工具など）の位置姿勢の表現方法および座標変換について講義する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）過去に学習した座標変換について、復習しておくこと。 （復習）物体の位置と姿勢、座標変換について、理解できているか復習しておくこと。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第4回	内容	「順運動学と逆運動学」 ロボットアームの各関節角が与えられた時、エンドエフェクタの位置、姿勢がどのように表せるか、エンドエフェクタの位置、姿勢が与えられた時のロボットアームの各関節角の導出方法について講義する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）順運動学と逆運動学の違いについて調べておくこと。 （復習）既存のマニピュレータについて、順運動学と逆運動学の計算式を導くこと。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第5回	内容	「ヤコビ行列と静力学」 マニピュレータエンドエフェクタの位置と・姿勢および移動速度の関係について講義する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）ヤコビ行列とは何かを調べておくこと。 （復習）既存のマニピュレータについて、ヤコビ行列を導くこと。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第6回	内容	「動力学（１）（ラグランジュ法とニュートン・オイラー法）」 ラグランジュ法とニュートン・オイラー法の基本について講義する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）ラグランジュ法とニュートン・オイラー法について調べておくこと。 （復習）ラグランジュ法とニュートン・オイラー法について理解を深めること。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第7回	内容	「動力学（２）（運動方程式の誘導）」 ラグランジュ法とニュートン・オイラー法を用いた運動方程式の誘導を行う。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）前回の講義を参考に、マニピュレータの運動方程式の誘導について調べておくこと。 （復習）マニピュレータの運動方程式の誘導について、再確認すること。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第8回	内容	「可操作性（可操作性楕円体と可操作度） 可操作性とは何かにつして講義する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）可操作性について調べておくこと。 （復習）既存のマニピュレータをピックアップしてその可操作性について検討すること。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第9回	内容	「位置制御（１）（目標軌道の生成方法） 目標軌道の生成方法について講義する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）目標軌道とは何かについて調べておくこと。 （復習）直線補間、円弧補間の目標軌道の生成を試みること。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第10回	内容	「位置制御（２）（フィードバック制御）」 線形フィードバック制御について講義する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）位置制御のフィードバック制御について調べておくこと。 （復習）位置制御のフィードバック制御の応答性について検討すること。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第11回	内容	「力制御（１）（インピーダンス制御法とハイブリッド制御法） インピーダンス制御法とハイブリッド制御法の基本について講義する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）インピーダンス制御法とハイブリッド制御法の違いを調べておくこと。 （復習）インピーダンス制御法とハイブリッド制御法を適用したロボットの事例を調査すること。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第12回	内容	「力制御（２）（力制御ロボットの事例）」 力制御グラインダ作業ロボットの事例を紹介する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）力制御ロボットの事例を調査すること。 （復習）グラインダ作業ロボットに力制御を適用する利点をまとめること。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第13回	内容	「冗長マニピュレータの制御と事例」 冗長マニピュレータの事例を中心に、その特徴を講義する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）冗長マニピュレータとはどのようなマニピュレータが調べておくこと。 （復習）講義で説明した以外の冗長マニピュレータの事例を調べてその特徴をまとめること。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第14回	内容	「ロボット言語による動作の記述方法」 ロボット言語を用いたロボットの動作の記述方法について、事例を中心に講義する。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）ロボット言語にはどのようなものがあるか調べておくこと。 （復習）ロボット言語を用いてロボットの動作の記述を試みること。
	授業実施特記	授業内小テスト実施またはレポート提出
第15回	内容	「次世代ロボットの制御とロボット制御工学まとめテスト」 次世代ロボットの制御について考え、ロボット制御工学の講義のまとめと理解度テストを行う。
	授業時間外における学修（予習・復習等）	（予習）ロボット制御工学の講義資料を見直すこと、 （復習）まとめテストの解答内容の再確認を行うこと。
	授業実施特記	まとめテスト実施