到達目標
1.制御とは何かが説明できる
2.モデリングの概念が理解できる
3.ラプラス変換が活用できる
4.センサの種類と原理が理解できる
5.アクチュエータの種類と原理が理解できる
6.コントローラの仕組みが理解できる
7.フィードバック制御系の設計が理解できる
8.フィードバック制御系の実装が理解できる
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 |
制御とは何かが説明できる | 任意の装置の制御を仕組みを説明できる | 制御が理解できている | 制御が理解できていない |
モデリングの概念が理解できる
| 任意のシステムのモデリングができる | モデリングの概念が理解できる | モデリングが理解できていない |
ラプラス変換が活用できる
| ラプラス変換・逆ラプラス変換が活用できる | ラプラス変換が活用できる | ラプラス変換が活用できない |
センサの種類と原理が理解できる
| センサの種類と原理が理解できる | センサの種類が理解できる | センサが理解できていない |
アクチュエータの種類と原理が理解できる
| アクチュエータの種類と原理が理解できる | アクチュエータの種類が理解できる | アクチュエータが理解できていない |
コントローラの仕組みが理解できる
| コントローラの仕組みが理解できる | コントローラが理解できる | コントローラが理解できていない |
フィードバック制御系の設計が理解できる
| PID制御などが理解できている | フィードバック制御系の基本的な仕組みが理解できる | フィードバック制御系が理解ができない |
フィードバック制御系の実装が理解できる | ディジタル制御などの実装が理解できる | ディジタル制御の実装が理解できる | ディジタル制御系が理解できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
機械を思いどおりに動かすためには,機構設計・機械加工が重要ですが,さらに複雑な動きを自動的に行わせるには,制御工学の知識を活用したコンピュータ制御が必要となります.その中でも広く使われているフィードバック制御の考え方やセンサやアクチュエータなどの制御要素からそれらを用いた設計事例を紹介しますので,本質を理解するように努めてください.
授業の進め方・方法:
講座形式で進め,時々質疑応答を行うことで学生諸君の理解度を確認する.また定期的にレポートを出題する.
注意点:
事前学習:メカトロニクス基礎や応用物理1のノート等を見ておきましょう.
関連科目:メカトロニクス基礎,応用物理1,電気工学概論1.
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
メカトロニクスとは(導入) |
1
|
2週 |
電気回路の基礎 |
2
|
3週 |
RLC回路系 |
2
|
4週 |
バネ・マス・ダッシュポット系 |
2
|
5週 |
タンク系 |
2
|
6週 |
システム |
2,3
|
7週 |
ラプラス変換 |
2,3
|
8週 |
中間試験 |
2,3
|
2ndQ |
9週 |
伝達関数 |
3
|
10週 |
逆ラプラス変換 |
3
|
11週 |
システムの応答 |
3
|
12週 |
システムのアナロジー |
3
|
13週 |
電気系と機械系の融合 |
3
|
14週 |
DCモータの数学モデル1 |
2,3
|
15週 |
DCモータの数学モデル2 |
3
|
16週 |
期末試験 |
|
後期 |
3rdQ |
1週 |
フィードバック制御の要素技術 |
1
|
2週 |
センサとは |
4
|
3週 |
様々なセンサの原理 |
4
|
4週 |
アクチュエータとは |
5
|
5週 |
様々なアクチュエータの原理(油圧,空気圧) |
5
|
6週 |
様々なアクチュエータの原理(モータ) |
5
|
7週 |
DCモータの制御 |
5
|
8週 |
中間試験 |
|
4thQ |
9週 |
電子回路の基礎 |
6
|
10週 |
コントローラとは |
6
|
11週 |
コンピュータの仕組み |
6
|
12週 |
プログラム |
6
|
13週 |
コントローラの設計 |
7
|
14週 |
コントローラの実装 |
8
|
15週 |
上位システムの設計 |
7,8
|
16週 |
期末試験 |
|
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 | 機械系分野 | 計測制御 | 計測の定義と種類を説明できる。 | 1 | |
代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明できる。 | 1 | |
自動制御の定義と種類を説明できる。 | 3 | |
フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 3 | |
基本的な関数のラプラス変換と逆ラプラス変換を求めることができる。 | 3 | |
ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いて微分方程式を解くことができる。 | 3 | |
伝達関数を説明できる。 | 3 | |
ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 3 | |
制御系の過渡特性について説明できる。 | 3 | |
制御系の定常特性について説明できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | レポート | 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 |