到達目標
・技術的課題を分析・解決するためにコンピュータを活用できる。
・問題解法のために,特定の解析手法を活用できる。
・解法の結果データを,視覚的な手法で表現できる。
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 |
評価項目1 | 技術的課題を分析・解決するためにコンピュータを充分に活用できる。 | 技術的課題を分析・解決するためにコンピュータを活用できる。 | 技術的課題を分析するためにコンピュータを活用できない。 |
評価項目2 | 問題解法のために,各種解析手法を応用できる。 | 問題解法のために,特定の解析手法を活用できる。 | 問題解法のための各種解析手法を活用できない。 |
評価項目3 | 解法の結果データを,図表を効果的に用いて視覚的な手法で表現できる。 | 解法の結果データを整理し,視覚的な手法で表現できる。 | 解法の結果データを,視覚的な手法で表現できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
昨今,工場で稼働する工作・生産機械に携わる技術者に対して,コンピュータを用いて解析制御できる技術力の修得への要求が増大している。このような状況に対処するため,解析制御の基礎の知識や手法を修得する。
用いるソフトウェアは数値解析ソフトウェアMATLAB およびMATLABクローンソフトのScilabである。
メカトロニクス関連科目で培ったプログラミングの知識に加え,数値解析処理と制御処理を活用でき,実際的な問題に対処する能力を育成する。
授業の進め方・方法:
・これまでに履修した情報処理でのプログラミング手法の知識と,解析と制御に必要な数学的,工学的知識を必要とする。教科書に沿った講義スライドを用いて授業を進め,Blackboardを利用した演習レポートを毎回課す。
・演習の理解促進のために,数学,物理,力学関係,制御工学などで使用した教科書を参考書として利用すること。
・合否判定:単元毎の演習レポートが全て期限内に提出され,かつ定期試験2回の平均が60点を超えていること。なお,平均点が60点に至らない場合は,補講と再試験を実施する。
・最終評価:定期試験2回の平均(60%)と演習レポート(40%)の合計とする。
・演習レポート評価基準:スクリプトの内容と考察
・再試験:演習レポートがすべて提出された場合に再試験の受験資格を与える。
再試験,再レポートの結果が60点以上となった場合は最終評価を60点とする。
・関連図書として,以下のようなものがあるので参考にすると良い。
1.MATLAB ハンドブック(小林一行著,秀和システム)
2.使える!MATALAB/Simulinkプログラミング(青山貴伸著,講談社サイエンティフィク)
3.MATLAB数値解析(G.J.Borse著,オーム社)
注意点:
・Blackboardを利用した演習レポートを毎回課すため,自ら学ぶ姿勢が重要である。
・MATLABの科学計算機能は極めて高いので,卒業研究,実験で利用できるように理解に勤めること。
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 |
ガイダンス,イントロダクション |
・MATLAB の起動方法などの環境設定ができる。
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2週 |
MATLAB の基本操作と主要な関数① |
・スカラー計算や行列の操作と計算ができる。
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3週 |
MATLAB の基本操作と主要な関数② |
・様々な関数を用いて,スカラー計算や行列の操作と計算ができる。
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4週 |
MATLABとExcelの連携とデータ処理 |
・Excelデータのインポートやグラフ化,抽出をおこなうことができる。 ・Excelデータの処理やレポートの作成ができる。
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5週 |
簡単な行列計算の適用例 |
・簡単な工学問題へ適用できる。
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6週 |
グラフィックス① |
・解析結果を各種グラフに変換しデータの可視化がおこなえる。
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7週 |
グラフィックス② |
・グラフィックスの属性を理解し活用できる。
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8週 |
中間試験 |
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4thQ |
9週 |
データとファイル |
・データ変数とデータファイルの入出力管理ができる。
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10週 |
制御構造 |
・構造化制御のためのif文,switch文を計算に利用できる。 ・構造化制御のためのfor文,while文を計算に利用できる。
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11週 |
スクリプトファイル |
・専用の関数処理プログラムを作成できる。
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12週 |
データの統計処理 |
・MATLABを用いて,データの統計処理ができる。
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13週 |
制御理論への適用 |
・PID 制御などSimulinkやScilabを利用してシミュレーションができる。
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14週 |
データ解析① |
・計測データを集計やデータ解析ができる。
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15週 |
データ解析② |
・計測データを集計やデータ解析ができる。
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16週 |
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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 |
評価割合
| 試験 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 60 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 60 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |