◆2013年春学期　「機械工学序論」 （山川担当分のみ） 関連ページ

回	内容	ポイント
３回分	ゴム動力車競技！	与えられた材料（厚紙２枚とプラスチック棒６本と輪ゴム）で，ゴム動力で動く車を作り，走行距離と走行速度を競います．タイヤの数とサイズ，ボディの形状，輪ゴムの使い方で，走行速度や距離，走行の安定性と再現性が変わってきます．そこには材料力学や運動学，機構学などの機械設計の考え方や，加工法やプロセス管理などの製造に関する考察が入ってきます． アイディアや結果に対する考察をレポートにまとめて提出．

◆2013年春学期　「ロボティクス概論」副専攻科目 （山川担当分のみ）

回	内容	ポイント
１	全体説明	ロボティクスコースについての説明．ロボティクスとは？各科目についての概要，履修条件など．
５・７	ロボットと制御	ロボットを腕や足を動かすためには，制御器が必要である．うまい制御則を用いれば，望みの運動が得られるが，下手な制御では収束が遅かったり，入力にむだが生じる．人間の運動と比較しながら，運動制御の基礎であるフィードバック制御について説明する．制御システムの構成要素である「センサ，コントローラ，アクチュエータ」についても理解してほしい． ビデオを見せながら，実際に制御を行って例を紹介する．高校までの数学の知識を使って制御則の例を考えてみよう．モデル作成や制御則設計と，数学や物理などの関係も紹介する．
15	試験

◆2013年春学期　「制御工学I」　授業日程 manabaコース

回	内容	ポイント
１	授業の進め方について	テキストは北川・堀込・小川「自動制御工学」． 評価は中間・期末テスト．出席点は加算しない．
	制御とは？	自動制御の歴史．JISによる定義．講義の内容など．
２	システムの数式モデル(１)	モデル化について．車の振動を簡略化したモデルとしてのばねダンパ系．バネダンパ系の運動方程式で表すと，２階の微分方程式（数式モデル）が得られることを理解する．電気回路も２階の微分方程式で得られる．
３	システムの数式モデル(２)	微分方程式を解けば，システムの挙動が得られるが，高階の微分方程式を解いて解析するのは大変である．そこで，Laplace変換を導入する．ここでは，Laplace変換の定義，性質（定理）を理解する．基本的な公式は覚える．定理も頭に入れておく．
４	システムの数式モデル(３)	逆Laplace変換の定義を学び，Laplace変換を用いた微分方程式の解法を学ぶ．簡単な関数については，Laplace変換前後の対応を覚える．簡単な一次微分方程式などで，微分方程式とラプラス変換後の代数方程式との対応を理解して欲しい．
５	システムの数式モデル(４)	制御工学でのシステム表現である伝達関数，および特性方程式，極などの定義を学ぶ．レポート課題．
６	システムの数式モデル(5)	ブロック線図を学ぶ．
７	中間試験
８	システムの安定性(1)	伝達関数表現されたシステムの安定性について学ぶ．安定性の定義，システムの極との関係を学ぶ．一次系で理解し，イメージを掴むこと．
９	システムの安定性(2)	ラウスの安定判別法．レポート課題．
10	時間応答１	応答の種類の説明．時間応答と周波数応答の違い．一次遅れ系のステップ応答と時定数．
11	時間応答２	二次系のステップ応答（過渡応答）と制御指標について学ぶ．レポート課題．
12	時間応答３	極配置と過渡応答の関係を理解する．システムの過渡応答（収束速度や振動）は，おおよそは極によって推測できることを理解しよう．
13	時間応答４	定常状態について学ぶ．定常偏差，速度偏差などを理解し，システムの型とフィードバック制御について学ぶ．
14	演習とまとめ	制御系設計の演習．総括．
15	期末試験

◆2013年春学期　「機械工学実験II」　授業日程

回	内容	ポイント
１	ガイダンス	実験テキストの配布，諸注意，およびグループ分け． 実験は全て出席し，レポートを提出すること．
２〜	テーマ４「DCモータの制御実験」 （２週に分けて実施）	第一週：DCモータを対象とし，ステップ応答によるシステムの同定を行う．PI制御のゲインを変えて応答を比較する．安定限界となるゲインを実験的に求める． 第二週：コントローラ設計（PIゲインの決定）を行い，古典制御およびモータ制御について理解する． ※準備として理論解などを求めてから実験を行う．特に自信のない人は，テキストを読んで予習をしてくること．
レポート	２週の実験後，レポートを一週間以内に提出	実験で得られた結果をまとめ，参考文献等を調べて考察し，自分の考えをまとめること．この際，全体の構成（話の流れ）を意識してまとめること．提出物であるので，相手に分かりやすい表現を心がける． 当然，途中書きのレポートは受け取らない（＝再提出）

◆ 2013年春学期　「マイクロメカトロニクス・制御特論」 授業日程 関連ページ

回	内容	ポイント
１	授業の内容について	テキストは特になし．レポートを何度か出してもらう．
	制御の目的と設計手順の概要	現代制御と古典制御の違いを説明する． Matlab，Mathematicaシミュレーション紹介
２	状態空間表現	現代制御理論でのシステム表現を学ぶ
３	状態方程式の解	状態方程式の解と，システムの応答を理解する
４	安定性	状態方程式にもとづいた安定性の定義
５	出力フィードバック制御	状態を用いたフィードバック制御則と極配置について学ぶ
６	可制御性・可観測性	制御できるシステムかどうかを表わす指標である可制御性と，入出力から内部状態が推定できる指標である可観測性について学ぶ
７	状態フィードバック	状態フィードバックについて学ぶ．評価関数にもとづいた最適制御(最適レギュレータ)について学ぶ
８	オブザーバ	入出力から内部状態を推定するための同一次元オブザーバについて学ぶ
９	サーボ系	目標値に追従させるサーボについて学ぶ
10	簡単な非線システムの制御
11	倒立振子の制御モデル
12-14	コントローラ設計（各自演習）	倒立振子の角度制御を行うコントローラの設計とフィードバックゲインによる安定化範囲の考察