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
学習・教育到達度目標 C
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JABEE d-1
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教育方法等
概要:
昨今，機械工学の分野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であり，メカトロニクスⅠ，Ⅱ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，かつ前期定期試験2回，後期総合レポート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，総合レポート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 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 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 の基本操作と主要な関数③ |
・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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| 5週 |
MATLABとExcelの連携とデータ処理① |
・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。
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| 6週 |
MATLABとExcelの連携とデータ処理② |
・Excelデータの処理やレポートの作成ができる。
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| 7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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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9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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| 10週 |
グラフィックス② |
・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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| 11週 |
Handle Graphics① |
・グラフィックスの属性を理解し活用できる。
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| 12週 |
Handle Graphics② |
・グラフィックスの属性を理解し活用できる。
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| 13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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| 14週 |
制御構造① |
・構造化制御のためのif文，switch文を計算に利用できる。
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| 15週 |
制御構造② |
・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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| 16週 |
期末試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
スクリプトファイル① |
・専用の関数処理プログラムを作成できる。
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| 2週 |
スクリプトファイル② |
・専用の関数処理プログラムを作成できる。
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| 3週 |
データの統計処理① |
・MATLABを用いて，データの統計処理ができる。
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| 4週 |
データの統計処理② |
・MATLABを用いて，データの統計処理ができる。
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| 5週 |
微分 |
・微分の数学的手法を理解し利用できる。
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| 6週 |
積分 |
・積分の数学的手法を理解し利用できる。
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| 7週 |
微分方程式① |
・微分方程式の解法（Runge-Kutta 法）を利用できる。
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| 8週 |
微分方程式② |
・微分方程式の解法（Runge-Kutta 法）を利用できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
Simulinkの使い方 |
・制御シミュレータSimulinkを簡単な例に利用できる。
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| 10週 |
Scilabの使い方 |
・Scilabを簡単な例に利用できる。
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| 11週 |
制御理論への適用① |
・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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| 12週 |
制御理論への適用② |
・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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| 13週 |
制御理論への適用③ |
・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 | 30 | 30 | 0 | 0 | 40 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 30 | 30 | 0 | 0 | 40 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |