ロボット制御工学

Robot Control Engineering

9985122

85AFROB305

甲斐　健也

Tatsuya Kai

2026年度前期

2026年度

①First semester

月曜2限

Monday, 2th Period

先進工学部　機能デザイン工学科

Department of Medical and Robotic Engineering Design, Faculty of Advanced Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

ロボットや機械システムなどの開発に必要不可欠な制御理論の基礎ならびに応用、特に「現代制御」の分野を習得する。

制御理論における「現代制御」を学習し、システムのモデリング手法・解析手法・制御系設計手法などの制御理論的思考を身につけ、様々な分野に対する応用力を養うことを目的とする。本学科のカリキュラム・ポリシーにおける「基礎科学とデザイン思考を共通基盤として重視した教育を⾏い、それを足場としてナノメディスンとロボティクスを『ヒトのカラダを助ける工学』として応用するための専門知識を修得することで、正しい倫理観と豊かな⼈間性のもとに、イノベーションを産む⼈材を育成する」ことを目的とした科目である。

・システムのモデリング手法ならびに状態空間表現を理解し、応用することができる。
・指数行列ならびに状態方程式の解について理解し、計算することができる。
・線形システムの可制御性・可観測性の定義・性質について理解し、応用することができる。
・システムの安定性の定義・リアプノフ安定論について理解し、適用することができる。
・状態フィードバックならびに極配置について理解し、応用することができる。
・オブザーバーについて理解し、構成することができる。
・最適制御理論について理解し、設計することができる。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

１年次科目である「微分積分学１」「微分積分学２」「線形代数学１」「線形代数学２」「質点力学」、ならびに２年次科目である「ロボット電子制御」を理解していることが望ましい。 

小テストの実施　Quiz type test

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講義内容の理解のために、講義開始前の予習ならびに講義終了後の復習を心がけること。

講義内の小テスト・レポート課題(20％)ならびに到達度評価試験(80％)によって総合成績評価を行う。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

全対面授業回の受講を原則とする。なお、成績評価点は「成績評価方法」に従う。 

[01] 第01回：ガイダンス・序論
        内容：現代制御の概要、古典制御との違い、などについて学習する。

[02] 第02回：数学的準備
        内容：現代制御の学習で必要な数学について学習する。

[03] 第03回：状態空間表現１
        内容：状態空間表現の概念と物理例について学習する。

[04] 第04回：状態空間表現２
        内容：状態方程式の解、伝達関数との関係性について学習する。

[05] 第05回：可制御性
        内容：可制御性の定義・性質、可制御正準系について学習する。

[06] 第06回：可観測性
        内容：可観測性の定義・性質、可観測正準系について学習する。

[07] 第07回：システムの安定性
        内容：安定性の定義、零入力システムの安定性，リアプノフ安定論について理解する。

[08] 第08回：到達度評価１
        内容：これまでの講義内容に関する到達度評価ならびに確認を実施する。

[09] 第09回：状態フィードバック
        内容：状態フィードバックの概要、極配置について学習する。

[10] 第10回：オブザーバ１
        内容：オブザーバの概要、オブザーバの設計法について学習する。

[11] 第11回：オブザーバ２
        内容：最小次元オブザーバ、オブザーバ併用の状態フィードバックについて学習する。

[12] 第12回：最適制御理論
        内容：最適制御理論の概要、最適レギュレータについて学習する。

[13] 第13回： ロボット制御１
        内容：解析力学の基礎、ロボットの動力学について学習する。

[14] 第14回：ロボット制御２
        内容：順動力学、逆動力学、ロボットの制御法について学習する。

[15] 第15回：到達度評価２
        内容：これまでの講義内容に関する到達度評価ならびに確認を実施する。

本分野に精通した教員が、経験・知識に基づき講義を行う。

Mathematica／MATLAB/Simulink

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