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■方针智能机器人研究实验室追求的目标不是要改善每个人所不擅长的，而是希望能够最大限度地发挥每个人的长处。在这里，喜欢编程的人，喜欢硬件开发的人，喜欢理论研究的人，喜欢动手实验的人，都能够获得所需要的环境而发展自己。

教学科目名	控制基础（Basic of Control）
学分	2
学分类型	选修
教学对象	本科二年级
教学形式	综合课
上课时间	１学期
星期・课次	周一２,周四２
教师	Ｃ１０２
授课老师	王硕玉，冈宏一
联络方法	教员室：A480，　内线电话：2306，　Email：wang.shuoyu@kochi-tech.ac.jp
关键词	系统，开环控制，反馈控制，零极点，过渡响应，稳定性，传递函数，框图
教学目的	控制，从日常生活中电视冰箱等家电产品到航天飞机人造卫星都被大量的应用其中。控制基础这门课，在定性的介绍基础概念的基础上，对古典控制理论基础进行讲授。
教学进展方法	教学的前半部分由王硕玉教授任教，后半部分由冈宏一教授任教。首先，通过汽车主动悬挂控制等智能控制的视频，定性的理解控制的基本概念。在此之上，对传递函数和框图进行说明，学习暂态过程分析和稳定性，对反馈控制方法的特性进行学习。
达成目标	①对线性系统的概念进行说明。 ②能够用传递函数表达电路等系统。 ③用框图的变换方法，求整体传递函数。 ④应用极点位置分析系统响应。 ⑤理解稳定性的概念，可以判定系统稳定性。 ⑥可以反馈控制方法的系统敏感特性和稳态特性的计算。
教学计划	1.关于控制控制的定义，实例，控制系统的构成要素，控制的特性。控制工学的历史，自动控制的分类，现在的控制科学现状和控制的未来——智能机器人 2. 开环控制和闭环控制开环控制的优点和缺点，闭环控制的优点和缺点，反馈控制系统的构成要素，负反馈和正反馈 3. 动态系统以及线性化弹簧重物系统，RLC回路，微分方程，线性系统，系统线性化 4. 拉普拉斯变换拉普拉斯变换的定义，常用的函数（单位阶跃函数，指数函数，斜坡函数，正弦函数）的拉普拉斯变换的计算。 5.传递函数传递函数的定义，从微分方程到传递函数的变换，基本传递函数的示例。 6.方框图系统方框图，单元方框图，节点的增加，相加点与分支点，方框图的合并方式，方框图的等价变换。 7.练习关于1.～6.的练习。 8.中间考试范围：１．～７． 9. 单位冲击响应与阶跃响应单位冲击函数，单位阶跃函数，卷积 10. 一阶系统响应，二阶系统响应一阶系统，逆拉普拉斯变换，时间常数，增益，二阶系统，阻尼，自然震荡角频率 11. 零极点与暂态响应极点位置与冲击响应，上升时间，调节时间，超调量 12.动态系统的稳定性稳定性，稳定的条件，劳斯稳定判别法，赫尔维斯判据 13.敏感性和稳态特性对参数变化的敏感度，对外扰的敏感度，稳态误差，系统类型和稳态特性，扰动引起的稳态误差。 14.根轨迹反馈增益与极点的关系，特征根，根轨迹，根轨迹的性质，根轨迹的描绘方法。 15.练习对9.～14.点进行练习。 15.定期考试范围：9．～15．
文本教材	内容在更新中。
参考书	テキスト：フィードバック制御入門，コロナ社参考书：土谷，江上：基礎システム制御工学，森北出版株式会社
成绩与评分	成绩评分：综合分60分以上达到及格。分数分配方式如下。小测试20分（［2分/1 回］×10回＝ 20分）期中考试40分（内訳：基礎問題30分，発展問題10分）期末考试40分（内訳：基礎問題30分，発展問題10分）

教学科目名	制御工学Ⅰ（Introduction to Control Engineering）
学分	2
教学对象	本科二年级
上课时间	3Q
授课教员	王硕玉
联系方式	教员室：A480，　内线电话：2306，　Email：wang.shuoyu@kochi-tech.ac.jp
关键词	自动控制，系统控制，反馈控制，暂态响应，稳定性，传递函数，系统框图
教学目的	控制可以让生活变得更便利。日常生活中，给我们带来巨大便利的电视，冰箱，空调，电脑，汽车，信号灯，电梯，自动售货机，自动卖票机，这些东西都离不开控制。控制工学Ⅰ以身边的控制现象为例，定性地学习控制的基本概念，通过尽量少的计算来理解控制工学的本质。
教学进展方法	首先，通过汽车主动悬挂控制等智能控制过程的视频，定性的理解控制的基本概念，对拉普拉斯变换进行说明。在此之上，学习控制系统的暂态响应分析和稳定性判别法。
达成目标	①以用自己的语言说明控制系统的基本概念。 ②能够应用逻辑关系（AND，OR，NOT）对系统控制进行分析。 ③能够了解学习最优控制，自适应控制，自学习控制，预测控制等不同的概念。 ④理解拉普拉斯变换的性质，并且掌握使用方法。 ⑤掌握用系统框图变换法获得整体传递函数的方法。 ⑥理解稳定性的概念，掌握利用零极点判断系统稳定性的方法。
教学计划	1. 控制控制的定义，实例，控制系统的构成要素，控制的特性。 2. 顺序控制系统控制的定义，实例，系统控制的基本思想和系统结构。 3. 控制工学漫谈控制工学的历史，分类，现状，未来的控制——智能机器人 4. 开环控制和闭环控制开环控制的优点和缺点，闭环控制的优点和缺点，反馈控制系统的构成要素，负反馈和正反馈 5. ～6.控制理论的数学基础Ⅰ 数学模型的必要性，动态系统，静态系统，暂态响应的概念，系统阶跃响应和单位冲击响应。拉普拉斯变换的定义和性质，指数函数和单位阶跃函数的拉氏变换的计算。 7.练习范围：1.～7. 8.期中考试其中考试 9.～10.控制理论的数学基础Ⅱ 拉普拉斯变换，输入和输出，传递函数，方框图，方框图的变换 10.控制对象的建模通过实例，介绍控制系统组成的要素（比例，微分，积分，惯性环节，震荡环节和时滞环节） 11.控制系统的响应动态响应的必要性。传递函数包含积分环节，惯性环节，震荡环节的系统，单位阶跃响应输入时，暂态响应的求取方法。 12.～13.控制系统的稳定性稳定性和不稳定性的概念，传递函数和特征方程的极点，判断稳定性的方法，反馈控制的稳定化。 14.练习 9.～13.练习 15.定期测试范围：9.～14.
参考资料	目前，内容更新中。
参考书	土谷，江上：　基礎システム制御工学，森北出版株式会社
成绩与评分	成绩评分：综合分60分以上达到及格。分数分配方式如下。期中测试20点、期末测试50点、练习30点である。試験中では電卓使用可。选修前建议学过科目：“机械运动”，“机械数学”

教学科目名	控制工学Ⅱ（Fundamental Control Theory）
学分	2
教学对象	本科三年级
上课时间	1Q
授课教员	王硕玉
联系方式	教员室：A480，　内线电话：2306，　Email：wang.shuoyu@kochi-tech.ac.jp
关键词	判别方法控制，状态方程，传递函数，可控性，可观性，稳定性的概念，渐近稳定的判别方法，极点配置方法
教学目的	控制，在机械工学的范畴内的定义是机械装置等以期望的运动状态做有意义的运动。控制工学Ⅱ、针对线性系统，着重于定性的物理概念，利用状态方程，学习定量的分析可控性，客观性，稳定性的方法。此外，还会学习系统的构成和极点的配置方法。
教学进展方法	以教科书的内容为中心，通过实例，动画和录像的活用，重点说明计算的物理意义。每次上课都会先复习前一次上课的内容，总结串联起学习过的要点。
达成目标	①能够用自己的语言说明稳定性，可控性和客观性。 ②能够判别控制系统的稳定性，可控性和可观性。 ③可以根据二阶微分方程表达的物理模型写出状态方程式。 ④理解拉普拉斯变换的性质，掌握使用方法。 ⑤可以用常数反馈自由的配置极点。 ⑥掌握矩阵的基本运算。
教学计划	1. 现代控制理论的思考方法介绍控制工学的发展历程，描述现代控制理论，特征，在实际中的应用。 2. 数学基础Ⅰ 向量和矩阵加法和乘法矩阵，行列式，逆矩阵 3.数学基础Ⅱ 特征值，特征向量，矩阵，正定，矩阵指数函数 4.～5.状态方程状态变量，状态变量的表示，状态变量和传递函数，状态方程的解的概念 6.～7.可控性和可观性可控性的判别法，可观性的判别法，可控性和可观性的对应 8.练习 1.～7.练习 9.期中测试范围：　1.～8. 10.～11.稳定性线性系统的稳定性，赫尔维茨稳定性判据，平衡点，稳定性和渐近稳定性，Lyapunov方法，李雅普诺夫方法线性系统的稳定性判断中的应用 12.～13.应用极点配置法的系统设计方法控制器的概念，控制器的特征值，极点配置的充要条件，应用极点配置法的控制系统构成法。 14.练习 10.～14.练习 15.定期测试范围：10.～14.
参考资料	内容更新中。
参考书	土谷，江上：　新版　現代制御工学，産業図書
成绩与评分	总分60分以上为合格。分数分配：期中考试20分，期末考试50分，练习成绩30分。考试中可以使用计算器。选修前建议修了科目：“机械运动”，“机械数学”

教学科目名	机器人工学概论（Introduction　to Robotics）
学分	2
教学对象	本科二年级
上课时间	2Q
授课教员	王硕玉
联系方式	教员室：A480，　内线电话：2306，　Email：wang.shuoyu@kochi-tech.ac.jp
关键词	机器人，轮式机器人，双足机器人，四足机器人，工业机器人，医疗和健康促进，福利看护机器人，人类友好型机器人，传感器，机器人手臂，机械手，位置，姿势，关节，运动学，动力学，控制，学习控制
教学目的	如果你仔细观察周围的生活环境，各种各样的工业机器人促成了大规模生产，清洁机器人帮助主妇打扫房间，幼儿机器人与孩子玩耍或交流。机器人工学概论，以轮式和步行机器人为对象，学习机械结构，力学，检测，智能控制等知识。介绍清洁机器人，救援机器人，机器人足球，机器人教育，引导机器人，精神抚慰机器人，看护机器人，康复和健康促进机器人。
教学进展方法	以教科书的内容为中心，通过实例，动画和录像，说明计算的物理意义。每次上课都会先复习前一次上课的内容，总结串联起学习过的要点。
达成目标	①能够用自己的语言表述机器人的定义。 ② 能够描述机器人的种类。 ③ 可以对移动机器人和机器臂的结构说明。 ④ 理解移动机器人和机械臂的动力学运动学。 ⑤ 了解实现机器人智能化的方法。
教学计划	1. 机器人机器人的历史，名字的来源，机器人三原则，机构的分类，应用的领域分类 2. ～4.车轮式机器人轮式机器人的结构和脚轮和方向盘，特殊的机制，全方位移动车，轮式机器人的静力学，轮式机器人的动力学，实际应用 5. ～7.机械臂机械臂的结构与实现，机械臂的类型，机械臂的运动学，机械臂的微分关系，机械臂的动力学，实际应用 8.练习. 1.～7．练习 9.期中测试范围：1.～8. 10.～12.步行机器人步行机器人根据结构的分类，步行机器人的原理，能效，运动范围和步行的稳定性，步态生成，实际应用 13.机器人的智能化传感器，目标物体距离的测试方法，轨道规划，径路规划，作业规划，智能控制，应用 14.练习 9.～13.练习 15.定期测试范围：　10.～14.
参考资料	内容更新中。
参考书	小川，加藤：基礎ロボット工学，東京電機大学出版社
成绩与评分	総合で60点以上達成された場合を合格とする．点数配分は次のとおりである．小テスト30分（［3分/1回］×10回＝30分）　期中测试 30分（内訳：基礎問題20分，発展問題10分）定期試験60分（内訳：基礎問題50分，発展問題10分） A A：100分以上 A：80分以上99分以下 B：70分以上79分以下 C：60分以上69分以下选修前建议修了科目：“控制工学Ⅰ”“机械运动”，“机械数学”

教学科目名	智能机器人工学（Robot Intelligence）
学分	2
教学对象	硕士
专业	特殊专业领域（智能机械）
授课教员	王硕玉
联系方式	教员室：A480，　内线电话：2306，　Email：wang.shuoyu@kochi-tech.ac.jp
关键词	传递函数，频率响应，矢量轨迹，伯德图，稳定性，增益裕度，相位裕度，最优控制，数字优化控制，自动调节系统，伺服系统
教学目的	①如果把机器人概括为机械的智能化，模糊系统（推理）和神经网络（学习）是不同类型的信号处理的基本算法，处理来自各种传感器的信息，是机器人控制的自主性和智能性的基础。机器人的智能化以机器人的自主运动，理解学习能力为目标。和工业用机器人在特定的工作环境工作相比较，通过传感器从外界获得的信息进行判断而做出准确反映的机器人是更为重要的。 ②不同于工业机器人可以预定简单的任务，智能机器人必须自主推理和学习以适应不同环境下的行动。推理过程中，知识是最为必要的。知识是通过学习获得的。也就是说，为了智能机器人可以更聪明地工作，它必须具有学习功能和推理能力。智能机器人这门课的目的是学习推理算法和学习算法。具体地说是通过运用模糊推论和神经网络学习让机器人实现智能化。
教学进展方法	基于应用实例和基本概念，对基本算法等各类数据处理方法进行介绍，以机器人作为一个具体的对象对智能信息处理技术的基础和自律性等问题进行介绍。特别是智能数据处理的算法中的神经网络，模糊推理。为了提高了解加深印象，课堂上将使用大量的关于智能机器人视频和照片。课程的前半部分由竹田老师任教，后半由王硕玉老师任教。
达成目标	① 理解神经网络学习的组成及其在机器人中的应用。 ② 掌握利用神经网络实现机器人的智能化，自律化的基本概念。 ③ 理解神经网络学习法对机器人动特性时序列变动相对应的适应性效果。 ④ 理解模糊集合是对模糊概念定量描述的概念，掌握模糊集合关系运算的基本方法。 ⑤ 理解模糊推理的基本概念，可以用公式表达三种类型的模糊推理的算法。 ⑥ 理解知识获取，学习和推理的关系。
教学计划	1. ～2. 神经网络基础说明神经网络运算的原理，模式识别的工作原理，并应用到机器控制。可以对基本理论进行解释。除此之外，知道各种神经网络的长处短处，了解机器学习收敛性的问题。 3. ～4.介绍BP算法为代表的机器学习方法和最速下降法等。还会就神经网络机器人对神经网络训练的技巧和相关注意事项。 5.非线性特性的被控对象(人工肌肉，垂直多关节机械臂)相对应的神经网络非线性描述的优越性。解说神经网络在机器人控制研究中的历史和现状。介绍神经网络解决非线性问题的优势。 6.应用实例以机器人视觉为例，神经网络学习系统对外界信息的泛化能力使其具有鲁棒性。 7.前半测试60分（基本内容50分、　应用问题10分） 8.ファジィ理論と知的制御模糊理论和只能控制 9.模糊集合和模糊概念的定量化（集，交集，补码）量化严格定义的功能集，清晰集合，隶属度函数和模糊集，根据模糊集的模糊集合的基本计算（交集，并集，补给）模糊集结合特性(可交换行，结合律，分配律，双重否定率，德摩根律） 10.模糊关系模糊关系，二项模糊关系，模糊关系计算，模糊关系的合成 11.模糊数的计算模糊数，扩展原理，分解定理，用语言进行智能计算，使用语言知识库的智能控制实例 12.模糊推理方法推理方法，函数型推理方法，单件式推理方法，Mamdani型的乘积和推理方法 13.模糊推理与智能机器人控制应用到智能机器人的基于模型的模糊控制系统，使用的语言基础知识学习系统的结构配置 14.基于模糊推理的智能机器人行动计划避障跟踪问题中基于模糊推理的推理方法的学习和知识获取，学习功能的智能机器人路径规划的推理关系。 15.后半测试60分（基本内容50分、　应用问题10分）
参考资料	前半课程配套适用的资料。后半部分应用自编的教材。　目標点探索.exe GAによる最大値のサーチ.exe InvDyna.exe
参考书	『図解雑学ロボット』，新井建生（ナツメ社）ISBN4-8163-3916-7\1350　ビデオ教材を使用する．『アドバストファジィ制御』，田中一男（共立出版株式会社）ISBN4-320-08530-2　￥3570 『ファジィ制御』菅野道夫（日刊新聞社）ISBN4-526-02348-5
成绩与评分	结合两部分成绩进行综合评价： A A：100分以上 A：80分以上99分以下 B：70分以上79分以下 C：60分以上69分以下
选修前提科目	无
建议学习过的科目	機械数学、メカトロニクス、人工知能入門、制御工学Ⅰ、ロボット工学概論
推荐同时选修的科目	无

教学科目名	控制工学特论（Control Theory Special）
学分	2
教学对象	研究生
专业	特殊专业领域（智能机械）
授课教员	冈宏一，王硕玉
联系方式	教员室：A480，　内线电话：2306，　Email：wang.shuoyu@kochi-tech.ac.jp
关键词	传递函数，频率响应，矢量轨迹，Bode图，内部稳定，增益裕度，相位裕度，最优控制，数字优化控制，自动调节系统，伺服系统
教学目的	本课程是与机器人控制相关的控制工学为目的的课程。授课内容如下。前半课程围绕频率响应进行介绍。后半部分课程针对连续时间和离散时间学习最优控制的设计方法。在理解设计方法的基础上，掌握最速控制，能源最优控制系统的设计方法。
教学进展方法	以教科书的内容为中心，通过实例，动画和录像，说明计算的物理意义。每次上课都会先复习前一次上课的内容，总结串联起学习过的要点。
达成目标	① 理解频率响应的概念。 ② 能够通过伯德图求得传递函数。 ③ 理解增益余量，相位裕量，可以计算稳定增益。 ④ 能够理解评价函数的物理意义，可以表达能量消耗的评价函数。 ⑤ 从连续时间状态方程可以计算出离散状态方程式。 ⑥ 可以对多变量控制对象进行最优控制器设计。
教学计划	１．频率响应和传递函数２．矢量轨迹３．伯德图伯德图的性质和优点５．奈奎斯特稳定性判据和反馈控制的内部稳定６．增益和相位裕度７．前半测试60分（基本内容50分、　应用问题10分）８．最优控制的预备知识判别方法运算矩阵，向量，矩阵，行列式，逆矩阵，正（半）正定矩阵，正（半）矩阵，特征值９．最优控制的基本概念最优控制，评价功能，可控性，可观性关系的物理意义１０．连续时间系统最优调节器系统连续时间系统状态方程，控制器的概念，最优控制器的提出式，最优控制器的控制规律的推导。１１．连续时间的最优伺服控制伺服控制的概念，最优私服问题的定量化，最优私服系统的设计方法１２．数字最优调节器系统连续时间状态方程离散化，公式化的数字最优控制器问题，数字最优调节系统的控制律的推导。 Riccati方程的求解。１３．最佳数字伺服系统稳定性判据和最佳数字伺服控制器的制定，设计方法，稳定性条件，最佳数字伺服系统的正定Lyapunov函数，对于Riccati方程的解。１４．与极点配置方法的比较与本科所学极点配置的差异，解释最优控制理论的特点。１５．后半测试60分（基本内容50分、　应用问题10分）
参考资料	无
参考书	『フィードバック制御入門　システム制御工学シリーズ３』杉江俊治，藤田政之著，(コロナ社, 1999) ISBN 4-339-03303-0 『新版　現代制御工学』土谷武士，江上正　著（産業図書株式会社，2000）ISBN:4782855486
成绩与评分	成绩与评分综合60分以上为合格。 A A：100分以上 A：80分以上99分以下 B：70分以上79分以下 C：60分以上69分以下 ◇希望修过的课程：　控制工学 Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，计算机控制。

科目名	智能机械系统综合课２
授课教员	蝶野　成臣
対象学年	本科三年级，四年级
教室	Ａ１１３
星期・课次	星期一１,星期五１
教学形式	综合课
课程所属	本科：专业001
上课时间	２学期
学分类型	选修
学分数	2.0
教学目的	大学三年第二学期开始到四年级，针对只能机械系统工学的综合性学习科目。。
教学进展方法	依据专业指导老师，由各实验室的详细描述。
达成目标	依据专业指导老师，由各实验室的详细描述。
讲课计划	以下是各实验室设定主题汇总。・力学理论・用 Mathematic 求解问题・系统控制相关书籍的轮讲・毕业论文主题演讲・机器人配件组装，动作学习（RoboVie）・阅读主题的基本资料，理解毕业内容。使用实验装置，例如３D-CAD绘图、ANSYS和Pro/Mechanica分析设计与制作。・为毕业研究学习实验设备的操作。・复习所学固体力学，英文文献阅读，工业数学，讲演练习・为毕业贮备的实验和实习（１）长度测量的实习（２）确定机械位置精度的实验（３）车床加工实验・参考文献进行关于激光的研讨会
参考资料	适当分配
成绩与评分	在所依据的前提主体的专业指导，有各实验室的详细描述。修课注意：（实验中心的课程，包括研究生学习要提供超过四年从小学三年级）演讲总之一。通过将专业指导参加本课程组实现是一个先决条件。