到達目標
１．メカトロニクスの定義・特徴、伝達機構を説明できる。
２．メカトロニクスで使われているセンサの原理と使い方を説明できる．
３．アクチュエータ（モータ）の原理や特性を説明できる．
４．フィードバック制御の概念と構成要素や、リレーの制御方法等について説明できる。
５．伝達関数、ブロック線図を用いて制御系を表現でき、その過渡特性、周波数特性、安定判別が説明できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価方法１ メカトロニクスの概要やメカニズムを説明できる。 | メカトロニクスの概要やメカニズムについて実例を用いて詳しく説明できる。 | メカトロニクスの概要やメカニズムを説明できる。 | メカトロニクスの概要やメカニズムを説明できない． |
| 評価方法２ 基本的なセンサの原理と使い方を説明できる． | メカトロニクスで用いられている基本的なセンサの原理と使い方，静特性，動特性を説明でき，る． | メカトロニクスで用いられている基本的なセンサの原理と使い方を説明できる． | メカトロニクスで用いられている基本的なセンサの原理と使い方を説明できない． |
| 評価方法３ モータの原理や特性を説明できる． | モータの原理や特性を説明でき，仕様を満足するモータを選定できる． | モータの原理や特性を説明できる． | モータの原理や特性を説明できない． |
| 評価方法４ シーケンス制御について説明できる。 | メカトロニクスの概要を理解し、機械の自動化に欠くことができないシーケンス制御について、その基本構成、リレーの制御方法等について適切に説明できる。 | シーケンス制御の基本構成、リレーの制御方法等について説明できる。 | シーケンス制御の基本構成、リレーの制御方法等について説明できない。 |
| 評価方法５ フィードバック制御系の伝達関数、周波数応答、安定判別について説明できる。 | フィードバック制御系の伝達関数やブロック線図、等価変換、周波数応答や安定判別について適切に説明できる。 | 伝達関数やブロック線図、周波数応答、安定判別についての概要を説明できる。 | 伝達関数やブロック線図、周波数応答、安定判別について説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 3-3
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学習・教育到達度目標 6-2
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教育方法等
概要:
メカトロニクスは，機械，電気電子，情報，制御の基盤技術を融合させた技術分野ことを意味している．機械に複雑な動作をさせるために電子回路やコンピュータによって制御することを目的とした技術である．本科目では，前半にメカニズム（機構と伝動），センサ（電子要素部品，電子回路），アクチュエータ（直流モータ），後半にメカトロニクス機器を動かすために必要なシーケンス制御，フィードバック制御を学ぶ．フィードバック制御では主として古典制御理論の伝達関数の手法を使って，その基本的な考え方・捉え方を学ぶ．メカトロニクスは，現代のモノ作りに欠かせない複合的工学技術であり，機械設計やロボット工学等の基礎となる科目である．
授業の進め方・方法:
授業では教科書や配布資料を中心に進めるので，何より教科書をよく読むことが重要である．
前半は湯治，後半は小田が担当する．
注意点:
〇自学について
（事前学習）
授業計画の授業内容および到達目標を確認の上，教科書や配布資料の該当箇所に目を通しておくこと。
（事後学習）
教科書や配布資料から要点をノートに整理してまとめる等によって，内容の深い理解に努めること。また、提示された演習問題に取り組むことで，実践力を養うこと。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
メカトロニクスの概要 |
ガイダンス。メカトロニクスの定義・特徴，生まれてきた要因等を説明できる。
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| 2週 |
メカニズム |
関節機構や減速機を説明できる．
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| 3週 |
センサ１
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センサの特性評価，センサ用電子回路，シリアル通信を説明できる．
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| 4週 |
センサ２ |
位置，速度，加速度などを検出するセンサの原理や使い方を説明できる．
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| 5週 |
アクチュエータ１ |
アクチュエータの種類，DCモータの構造，動作原理を理解し，説明できる．
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| 6週 |
アクチュエータ２ |
DCモータの静特性，動特性を理解し，電気的時定数，機械的時定数を導出できる．
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| 7週 |
モータ駆動部の設計 |
モータの選定方法を理解し，仕様を満足するモータを選定できる．
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| 8週 |
（中間試験） |
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| 4thQ |
| 9週 |
シーケンス制御１ |
シーケンス制御の基本構成、制御用機器、シーケンス図とタイムチャートについて説明できる。
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| 10週 |
シーケンス制御２ |
リレーシーケンスとして、インタロック、タイマによる制御について説明できる。
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| 11週 |
フィードバック制御１ |
フィードバック制御の構成と主要な制御動作（ON-OFF動作、P動作、I動作、D動作）を説明できる。
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| 12週 |
フィードバック制御２ |
基本要素（比例要素、一次遅れ要素、二次遅れ要素）の伝達関数やブロック線図、その等価変換について説明できる。
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| 13週 |
フィードバック制御３ |
制御系における主要な時間応答や周波数応答について説明できる。
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| 14週 |
フィードバック制御４ |
制御系の安定判別や補償について説明できる。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
答案返却，解説 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 計測制御 | 自動制御の定義と種類を説明できる。 | 4 | 後11 |
| フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 4 | 後11 |
| 基本的な関数のラプラス変換と逆ラプラス変換を求めることができる。 | 4 | |
| ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いて微分方程式を解くことができる。 | 4 | |
| 伝達関数を説明できる。 | 4 | 後12 |
| ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 4 | 後12 |
| 制御系の過渡特性について説明できる。 | 4 | 後13 |
| 制御系の定常特性について説明できる。 | 4 | 後13 |
| 制御系の周波数特性について説明できる。 | 4 | 後13 |
| 安定判別法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。 | 4 | 後14 |
| 電気・電子系分野 | 制御 | 伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。 | 4 | 後12 |
| ブロック線図を用いてシステムを表現することができる。 | 4 | 後12 |
評価割合
| 試験 | 課題 | 相互評価 | 態度 | 合計 |
| 総合評価割合 | 90 | 10 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 80 |
| 専門的能力 | 10 | 10 | 0 | 0 | 20 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |