メカトロニクス応用シラバス

授業科目メカトロニクス応用	担当教員今西　望		開講期通年
科目番号 110408	対象学年・学科・コース 4年機械工学科	単位区分選択必修	単位数２単位

授業概要・授業方針

制御を実装するためには，様々な要素を習得しなければならない．本講義では，メカトロニクス基礎で学んだ制御システムを構築するためのセンサ，コントローラ，アクチュエータなどを解説する．

到達目標

制御とは何かが説明できる
モデリングの概念が理解できる
ラプラス変換が活用できる
センサの種類と原理が理解できる
アクチュエータの種類と原理が理解できる
コントローラの仕組みが理解できる
フィードバック制御系の設計が理解できる
フィードバック制御系の実装が理解できる

教科書: 「メカトロニクス概論」　古田勝久著　（オーム社）
参考書: 「制御工学」、高橋・李・中野・田村著、愛智出版; 「イチバンやさしい理工系　モータのキホン」　井出萬盛著; 「イチバンやさしい理工系　センサのキホン」　井出萬盛著; 「メカトロニクス入門」　土谷武士・深谷健一共著; 「JSMEテキストシリーズ　制御工学」　日本機械学会

授業要目	到達目標との対応	自己点検
前期

1	メカトロニクスとは	1
2	電気回路の基礎	２
3	ＲＬＣ回路系	２
4	バネ・マス・ダッシュポット系	２
5	タンク系	2
6	システム	２,3
7	ラプラス変換	２,3
8	中間試験
9	伝達関数	２,3
10	逆ラプラス変換	3
11	システムの応答	3
12	システムのアナロジー	3
13	電気系と機械系の融合	3
14	ＤＣモータの数学モデル１	２,3
15	ＤＣモータの数学モデル２	3
16	期末試験
17	フィードバック制御の要素技術	1

後期

自己点検

1	センサとは	1
2	様々なセンサの原理	4
3	センサの特性	4
4	アクチュエータとは	5
5	様々なアクチュエータの原理（油圧，空気圧）	5
6	様々なアクチュエータの原理（モータ）	5
7	ＤＣモータの制御	5
8	中間試験
9	電子回路の基礎	2,6
10	コントローラとは	6
11	コンピュータの仕組み	6
12	プログラム	6
13	コントローラの設計	7
14	コントローラの実装	8
15	上位システムの設計	7,8
16	期末試験
17	古典制御理論	1

到達達成度の指標（ルーブリック）

到達目標	理想的なレベル（Ａ）の目安	標準的なレベル（Ｂ）の目安	未到達なレベル（Ｃ）の目安	自己評価
1	制御とは何かが説明できる	制御が理解できている	制御が理解できていない	Ａ・Ｂ・Ｃ
2	モデリングができる	モデリングの概念が理解できる	モデリングが理解できていない	Ａ・Ｂ・Ｃ
3	ラプラス変換・逆ラプラス変換が活用できる	ラプラス変換が活用できる	ラプラス変換が活用できない	Ａ・Ｂ・Ｃ
4	センサの種類と原理が理解できる	センサの種類が理解できる	センサが理解できていない	Ａ・Ｂ・Ｃ
5	アクチュエータの種類と原理が理解できる	アクチュエータの種類が理解できる	アクチュエータが理解できていない	Ａ・Ｂ・Ｃ
6	コントローラの仕組みが理解できる	コントローラが理解できる	コントローラが理解できていない	Ａ・Ｂ・Ｃ
7	ＰＩＤ制御などが理解できている	フィードバック制御系の設計が理解できる	フィードバック制御系が理解ができない	Ａ・Ｂ・Ｃ
8	マイクロコンピュータなどの実装が理解できる	フィードバック制御系の実装が理解できる	フィードバック制御系が理解できない	Ａ・Ｂ・Ｃ

到達度評価

定期試験の成績を80%，提出物を20%で評価する．

履修上の注意

履修上の注意：機械を思いどおりに動かすためには，機構設計・機械加工が重要ですが，さらに複雑な動きを自動的に行わせるには，制御工学の知識を活用したコンピュータ制御が必要となります．その中でも広く使われているフィードバック制御の考え方やセンサやアクチュエータなどの制御要素からそれらを用いた設計事例を紹介しますので，本質を理解するように努めてください．

事前学習・自己学習・関連科目

事前学習：メカトロニクス基礎や応用物理１のノート等を見ておきましょう．
関連科目：メカトロニクス基礎，応用物理１，電気工学概論１．

学習・教育目標

（生産工学・機械工学コース）		B-1
（生産工学・環境材料工学コース）
（生物応用化学）
（電子工学）