到達目標
メカトロニクスの基礎を理解し,コンピュータ,アクチュエータ,センサを統合し,その利用の仕方を学ぶ.
後期後半には各自でC言語によるプログラムを作成し,モータのPID制御を行うことを目指す.これにより,アクチュエータ・センサ・コンピュータを統合する技法について学ぶ.
【V-A-8】計測制御:計測の理論および各種物理量の測定方法の習得を目標とする.
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(可) |
メカトロニクスの基礎がわかる.電動モータ,空気圧アクチュエータ,油圧アクチュエータ,その他のアクチュエータについて理解できる(A-1) | メカトロニクスの基礎がわかる.電動モータ,空気圧アクチュエータ,油圧アクチュエータ,その他のアクチュエータについて理解でき,応用ができる. | メカトロニクスの基礎がわかる.電動モータ,空気圧アクチュエータ,油圧アクチュエータ,その他のアクチュエータについて理解できる. | メカトロニクスの基礎がわかる.電動モータ,空気圧アクチュエータ,油圧アクチュエータ,その他のアクチュエータについての基礎が理解できる. |
メカトロニクスで活用するセンサを理解できる(A-1) | メカトロニクスで活用するセンサを理解でき,応用ができる. | メカトロニクスで活用するセンサを理解できる. | メカトロニクスで活用するセンサの基礎が理解できる. |
コンピュータ,アクチュエータ,センサを統合して,モータのPID制御プログラミングができる(B-2,3) | コンピュータ,アクチュエータ,センサを統合して,モータのPID制御プログラミングの実習を理解して行い,考察ができる. | コンピュータ,アクチュエータ,センサを統合して,モータのPID制御プログラミングの実習を理解してできる. | コンピュータ,アクチュエータ,センサを統合して,モータのPID制御プログラミングの実習ができる. |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
講義形式で進め,適宜演習を行う.
授業の進め方・方法:
講義形式で進め,適宜演習を行う.本科目は板書を主に行う.必要に応じてパワーポイントによる資料をプロジェクタで提示する.
不明な点があれば,授業中もしくは授業後に質問に来てください.
本科目には幅広い知識が必要です.今まで履修した科目を適宜復習してください.
注意点:
後期後半は各自のノートPCを用いたプログラミング実習を行います.ノートPC持参の指示をした際には,従ってください.
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
ガイダンス |
授業の概要や進め方についての説明
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2週 |
メカトロニクスのためのセンサ1 |
メカトロニクスで使われるセンサについて学ぶ 【V-A-8:2】長さ,角度,力,圧力,回転数などの計測方法と計測機器を説明できる.
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3週 |
メカトロニクスのためのセンサ2 |
センサの変換方式,信号処理について学ぶ
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4週 |
メカトロニクス応用事例 |
メカトロニクスの応用事例を学ぶ
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5週 |
コンピュータ |
コンピュータ,データ表現について学ぶ【航】
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6週 |
制御系の設計手順 |
制御系の設計について学ぶ
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7週 |
DCモータ1 |
DCモータの原理について学ぶ【航】
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8週 |
DCモータ2 |
DCサーボモータについて学ぶ【航】
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2ndQ |
9週 |
誘導モータ |
誘導モータの原理について学ぶ【航】
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10週 |
ステッピングモータ |
ステッピングモータの原理について学ぶ
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11週 |
ブラシレスDCモータ1 |
ブラシレスDCモータの原理について学ぶ【航】
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12週 |
ブラシレスDCモータ2 |
ブラシレスDCモータの駆動方法について学ぶ【航】
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13週 |
空気圧アクチュエータ1 |
空気圧アクチュエータについて学ぶ【航】
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14週 |
空気圧アクチュエータ2 |
空気圧制御弁について学ぶ【航】
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15週 |
空気圧アクチュエータ3 |
空気圧サーボシステムについて学ぶ【航】
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16週 |
期末試験 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
油圧アクチュエータ1 |
油圧アクチュエータについて学ぶ【航】
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2週 |
油圧アクチュエータ2 |
サーボシステムについて学ぶ【航】
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3週 |
圧電アクチュエータ1 |
圧電アクチュエータについて学ぶ
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4週 |
圧電アクチュエータ2 |
圧電素子を用いたアクチュエータについて学ぶ
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5週 |
超音波モータ |
超音波モータについて学ぶ
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6週 |
回転速度のセンサ |
回転速度の検出方法について学ぶ 【V-A-8:2】回転数などの計測方法と計測機器を説明できる.
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7週 |
力センサ |
力,圧力の検出方法の概要について学ぶ【航】 【V-A-8:2】力,圧力などの計測方法と計測機器を説明できる.
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8週 |
中間試験 |
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4thQ |
9週 |
パソコンによるモータ制御実験1 |
実習説明および制御系設計ソフトウェアの準備
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10週 |
パソコンによるモータ制御実験2 |
モータの速度制御系における構成機器の準備と学習
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11週 |
パソコンによるモータ制御実験3 |
モータの速度制御系におけるフィルタの設計
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12週 |
パソコンによるモータ制御実験4 |
モデルフリーPID制御による制御プログラムの作成
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13週 |
パソコンによるモータ制御実験5 |
設計したモータ速度制御系による実験
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14週 |
パソコンによるモータ制御実験6 |
提出レポートの作成
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15週 |
パソコンによるモータ制御実験7 |
提出レポートの作成
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16週 |
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評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 65 | 0 | 0 | 0 | 0 | 35 | 100 |
基礎的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 60 |
専門的能力 | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 | 15 | 30 |
主体的・継続的学修意欲 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 10 |