メカトロニクス基礎

科目基礎情報

学校	松江工業高等専門学校	開講年度	平成30年度 (2018年度)
授業科目	メカトロニクス基礎
科目番号	0021	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	電子制御工学科	対象学年	3
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	メカトロニクスの基礎、渋谷恒司著、森北出版
担当教員	幸田憲明

到達目標

センサの種類や構造を知り，その特徴，用途などが説明でき，かつコントローラに正しく回路配線して入力させることができる．
アクチュエータの種類や構造を知り，その特徴，用途などが説明でき，かつコントローラに正しく回路配線して動作制御させることができる．
サーボなど定位置制御に利用されるPID制御について，各制御パラメータの意味について理解している．

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	センサの種類や構造を知り，その特徴，用途などが説明でき，かつコントローラに正しく回路配線して入力させ，応用的な回路を作成することができる	センサの種類や構造を知り，その特徴，用途などが説明でき，かつコントローラに正しく回路配線して入力させ，教示された回路を作成することができる	センサの種類や構造を知り，その特徴，用途などが説明でき，かつコントローラに正しく回路配線して入力させることができない
評価項目2	アクチュエータの種類や構造を知り，その特徴，用途などが説明でき，かつコントローラに正しく回路配線して応用的な動作制御を作成することができる	アクチュエータの種類や構造を知り，その特徴，用途などが説明でき，かつコントローラに正しく回路配線して，教示された動作制御を作成することができる	アクチュエータの種類や構造を知り，その特徴，用途などが説明でき，かつコントローラに正しく回路配線して動作制御させることができない
評価項目3	サーボなど定位置制御に利用されるPID制御について，各制御パラメータの意味について理解し，自分でパラメータを設定できる	サーボなど定位置制御に利用されるPID制御について，各制御パラメータの意味について理解している	サーボなど定位置制御に利用されるPID制御について，各制御パラメータの意味について理解していない

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 1 説明

学習・教育到達度目標 2 説明

教育方法等

概要:

ものを動かすには動力源となるアクチュエータが必要である．また，意図した動作を実現するためには，アクチュエータ自身やもの自体の状態を知るためのセンサが必要である．
これらを実際に扱えるように，本講座ではセンサ，アクチュエータの構造の知識ならびにセンサ，アクチュエータを正しく動作させるための基本回路の講義と，基本回路の作成，センサとアクチュエータを関連して動作させるための制御理論の概要を知る実習を行っていく．

授業の進め方・方法:

以下の項目の合計点で評価．
中間試験（４０％）
期末試験（４０％）
演習課題や授業に対する取組姿勢（２０％）
５０％以上を合格とする．

注意点:

実際にロボットなどに使用されているセンサとモータとそれを動作させるための基本回路に関する講義・実習を行います．詳細な回路理論は今後上の学年で習いますが，ひとまず回路の基本的な動作と制御理論の概要を知って，今後の実験実習などに活用してみてください．
基本的に正しい動作をする回路が実習にてできれば問題はないはずですので，人任せにせず自分でも製作ができるように取り組んでください．
実習を伴いますので，疑問点があれば質問したり，時には自分自身で調べ考えたりして，意欲的に知識の増進を図るよう心がけてください．

授業計画

		週	授業内容
前期
	1stQ
		1週	センサアクチュエータとメカトロニクスセンサアクチュエータとそれを利用するメカトロニクスについて学ぶ
		2週	アクチュエータアクチュエータとは何かについて学び、その代表例としてサーボモータ、DCモータについて学ぶ
		3週	DCモータ DCモータの構造と特徴について学ぶ
		4週	ドライバ回路ドライバ素子であるリレー，MOSFET，ドライバICとその回路について学ぶ
		5週	コントローラコントローラであるマイコンについて学ぶ
		6週	アクチュエータ実習１ DCモータを動作させるMOSFETによるドライバ回路を製作する
		7週	アクチュエータ実習２ DCモータをプログラム済みマイコンにて動作させるように配線する
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	センサの基礎センサとは何か，何を出力するのかについて学ぶ
		10週	センサ機械的な変位量、光量、距離などを検出するセンサについて知る
		11週	センサ回路センサ信号を増幅するオペアンプ等の回路の使い方について学ぶ
		12週	センサ回路実習１センサ信号を入力するオペアンプ回路を製作し，アンプ回路の役割を知る
		13週	センサ回路実習２製作した回路をプログラム済みマイコンに接続しDCモータを動作させる
		14週	サーボ制御サーボ制御に利用されるPID制御についてその概要を説明し、今後学ぶ制御工学とのつながりを知る
		15週	期末試験
		16週	サーボ制御回路モータを接続したPID制御プログラムをインストール済みのマイコンにて、パラメータを変更し、その動作変化について知る

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	態度	合計
総合評価割合	80	20	100
基礎的能力	0	0	0
専門的能力	80	20	100
分野横断的能力	0	0	0