到達目標
1. メカトロニクス製品の基本的な構成要素，特徴を理解し，説明できる。
2. 各種アクチュエータの動作原理を理解し，説明できる。
3. 位置、速度センサの種類，動作原理，特性を理解し，説明できる。
4. DCモーターの制御方法を理解し、説明できる。
5. 工作機械の構成と制御方法について理解し、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 |
| 評価項目1 | メカトロニクス製品の基本的な構成要素，特徴を理解し，説明できる。 | メカトロニクス製品の基本的な構成要素，特徴をある程度理解し，説明できる。 | メカトロニクス製品の基本的な構成要素，特徴を説明できない。 |
| 評価項目2 | アクチュエータの種類，各種モータの動作原理，特性を理解し，説明できる。 | アクチュエータの種類，各種モータの動作原理，特性をある程度理解し，説明できる。 | アクチュエータの種類，各種モータの動作原理，特性をある程度理解し，説明できない。 |
| 評価項目3 | DCモーターの制御方法、PWM制御を理解し、説明できる。 | DCモーターの制御方法、PWM制御をある程度理解し、説明できる。 | DCモーターの制御方法、PWM制御を説明できる。 |
| 評価項目4 | 位置，速度センサの種類，動作原理，特性を理解し，説明できる。 | 位置、速度センサの種類，動作原理，特性をある程度理解し，説明できる。 | 位置，速度センサの種類，動作原理，特性を説明できる。 |
| 評価項目5 | 工作機械の位置決め制御方法について、理解し、説明できる。 | 工作機械の位置決め制御方法について、ある程度理解し、説明できる。 | 工作機械の位置決め制御方法について、説明できる。 |
学科の到達目標項目との関係
システム制御情報工学科の教育目標②
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本科の教育目標①
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教育方法等
概要:
機械，電気，電子，情報，制御工学を関連付け，それらを統合したメカトロニクスに関する工学あるいは技術について学習し，理解を深めて，機械をコンピュータで制御する基礎的知識を身につける。簡単なメカトロニクス製品の基本設計ができる能力を養うことを目的とし，メカトロニクスシステムを構成するアクチュエータ，センサ，マイクロコンピュータなどの基本要素の動作原理，特徴，使用例について学習する。この科目は企業で工作機械のシステム設計を担当していた教員が，その経験を活かし，モータ、センサ、工作機械の制御方法等について講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
・モータ，センサなどの基本要素について学習し，DCモータの制御に関する演習問題に取り組み，メカトロニクスの基本事項の理解を深める。実際には，メカトロニクス製品の持つ機能を達成するために，これらの構成要素がどのような役割を担っているか、さらにメカトロニクスの代表的な装置である工作機械の位置決め制御方法を理解することがポイントである。
・教科書第１章，3章，２章の順に授業を進める。板書が中心であるが，適宜パワーポイントを使って進める。パワーポイントと同様のプリントを配布するが，配布プリントは穴埋め式になっており，説明を聞きながら各自で穴埋めを行ってもらう。
注意点:
・総時間数45時間（自学自習30時間）
・自学自習(30時間)ついては，日常の授業(15時間)のための予習復習時間，理解を深めるための演習課題の考察・解法の時間および試験の準備のための勉強時間を総合したものとする。
・評価については，合計点数が60点以上で単位修得となる．その場合，各到達目標項目の到達レベルが標準以上であること，教育プログラムの学習・教育到達目標の各項目を満たしたことが認められる。
・中間試験の評価は達成度試験１の評価とする。
・到達度試験と定期試験を合わせて試験の評価とする。
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 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
メカトロニクス概要
（１）メカトロニクス製品の特徴と分類
（２）メカトロニクスの構成要素
アクチュエータ
（１）アクチュエータの種類
（２）モータの種類 |
メカトロニクスの概要，分類について説明できる。
サーボシステムについて説明できる。
アクチュエータの種類，モータの種類について説明できる。
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| 2週 |
（３）DCモータの動作原理
①DCモータの特性，効率 |
DCモータの種類とその特性，効率について説明できる。DCモータの動作原理について説明できる。
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| 3週 |
②DCサーボモータの状態方程式
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DCサーボモータの状態方程式と伝達関数について理解し，説明できる。
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| 4週 |
③DCサーボモータの時定数，駆動方法 |
DCサーボモータの時定数，駆動方法について理解し，説明できる。
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| 5週 |
（４）ACモータの動作原理と特性
①３相誘導モータの動作原理と特性
次週、到達度試験を実施する。 |
ACモータの動作原理と特性について理解し、説明できる。
３相誘導モータの動作原理とその特性について説明できる。
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| 6週 |
到達度試験１ |
学んだ知識の確認ができる。
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| 7週 |
答案返却と解説
②単相誘導モータの動作原理と特性 |
学んだ知識の再確認＆修正ができる。
単相誘導モータの動作原理とその特性について説明できる。
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| 8週 |
③同期モータの動作原理と特性
（５）各種モータの動作原理と特性
① ブラシレスDCモータ，ステッピングモータの動作原理 |
同期モータの動作原理について説明できる。
ブラシレスDCモータ，ステッピングモータの動作原理とその特性について説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
② 超音波モータ，リニアモータ
（６）永久磁石 |
超音波モータ，リニアモータの動作原理とその特性について説明できる。
永久磁石の種類と特性について説明できる。
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| 10週 |
センサ
（１）センサの役割
（２）位置の計測
（３）変位の計測
①ポテンショメータ
次週、達成度試験を実施する。 |
センサの役割について理解し、説明できる。
マイクロスイッチ、光電スイッチについて説明できる。
ポテンショメータの動作原理と特性について説明できる。
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| 11週 |
②差動変圧器、レゾルバ ③磁気式センサ ④光学的センサ
到達度試験２ |
学んだ知識の確認ができる。
レゾルバ，インダクトシンの動作原理と特性について説明できる。
磁気スケールの動作原理について説明できる。
バーニア式、Laser干渉測長機の動作原理について説明できる。
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| 12週 |
答案返却と解説
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学んだ知識の再確認＆修正ができる。
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| 13週 |
工作機械の構成と制御方法
（１）工作機械とシリアル通信 |
（１）工作機械の構成について、理解し説明できる。
シリアル通信につい説明できる。
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| 14週 |
（２）工具補間
① 直線補間
② 円弧補間 |
工具経路の直線補間、円弧補間について理解し、説明できる。
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| 15週 |
③ ５軸座標変換
次週、期末試験を実施する。 |
５軸加工機械の種類と５軸座標変換について理解し、説明できる。
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| 16週 |
期末試験 |
学んだ知識の確認ができる。
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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 | 電気・電子系分野 | 電力 | 直流機の原理と構造を説明できる。 | 3 | |
| 誘導機の原理と構造を説明できる。 | 3 | |
| 同期機の原理と構造を説明できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 10 | 40 |
| 専門的能力 | 50 | 10 | 60 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |