概要:
機械・電気・電子による制御系はメカトロニクスと呼ばれ,センサ,コンピュータ,アクチュエータ,メカニズムの各要素を繋ぎ合わせたフィードバックループで構成されています。本授業では,メカトロニクスを構成する各要素の技術を学び,我々が普段使用している機械装置がどのような仕組みで動いているか理解を深めます。
授業の進め方・方法:
1時間の授業において,講義および講義内容に応じた演習を基本とする。授業後,適時課題を出す。
注意点:
【成績評価の基準・方法】
試験の成績を70%,平素の学習状況等(課題)を30%の割合で総合的に評価する。
成績評価は前期中間・前期期末・後期中間・後期期末の各期間の評価の平均とする。
技術者が身につけるべき専門基礎として,上記の到達目標に対する達成度を試験等において評価する。
【事前・事後学習】
事前学習として授業計画に関連する内容をロボット工学の教科書を確認し授業に臨むこと。また,事後学習として授業内で指示した課題を提出すること。その課題とした演習問題については,周りの学生とディスカッションしたりし,自分なりの解答を提出をすること。
この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習としてレポートや小テストを実施します。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
1. メカトロニクスの基礎:メカトロニクスの概要と構成要素について学ぶ。 |
メカトロニクスの基礎:メカトロニクスの概要と構成要素を説明できる。
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2週 |
2. アクチュエータの概要 :アクチュエータの概要,種類について学ぶ。 |
アクチュエータの概要 :アクチュエータの概要,種類について説明できる。
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3週 |
3-1. DCモータ :直流モータの駆動原理,PWM制御,T-N特性について学ぶ。 |
DCモータ :直流モータの駆動原理,PWM制御,T-N特性について説明できる。
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4週 |
3-2. DCモータ :直流モータの駆動原理,PWM制御,T-N特性について学ぶ。 |
DCモータ :直流モータの駆動原理,PWM制御,T-N特性について説明できる。
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5週 |
4-1. モータドライバ:DCモータのモータドライバについて学ぶ。 |
ハーフブリッジ回路,フルブリッジ回路について説明できる
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6週 |
4-2. モータドライバ:DCモータのモータドライバについて学ぶ。 |
ハーフブリッジ回路,フルブリッジ回路について説明できる
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7週 |
4-3. モータドライバ:DCモータのモータドライバについて学ぶ。 |
ハーフブリッジ回路,フルブリッジ回路について説明できる
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8週 |
5.エンコーダについて学ぶ。 |
エンコーダによる回転検出の手法を説明できる。
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2ndQ |
9週 |
6-1. DCモータのPID制御① |
DCモータの位置制御・速度制御を説明できる。
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10週 |
6-2. DCモータのPID制御② |
PID制御のパラメータの決定方法を説明できる。
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11週 |
7-1. マスタ・スレーブについて学ぶ① |
ユニラテラル制御を説明できる。
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12週 |
7-2.マスタ・スレーブについて学ぶ② |
力帰還型バイラテラル制御を説明できる。
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13週 |
7-3.マスタ・スレーブについて学ぶ③ |
力帰還型バイラテラル制御を説明できる。
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14週 |
7-4.マスタ・スレーブについて学ぶ④ |
力帰還型バイラテラル制御を説明できる。
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15週 |
項目1~7の復習 |
項目1~7をまとめることが出来る
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
8-1. ACモータ :交流モータの駆動原理,三相交流モータについて学ぶ。 |
ACモータ :交流モータの駆動原理,三相交流モータについて説明できる。
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2週 |
8-2. ACモータ :交流モータの駆動原理,三相交流モータについて学ぶ。 |
ACモータ :交流モータの駆動原理,三相交流モータについて説明できる。
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3週 |
9-1. インバータ :AC/DC変換,DC/AC変換ついて学ぶ。 |
インバータ :AC/DC変換,DC/AC変換ついて説明できる。
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4週 |
9-2. インバータ :AC/DC変換,DC/AC変換ついて学ぶ。 |
インバータ :AC/DC変換,DC/AC変換ついて説明できる。
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5週 |
10. DCブラシレスモータについて学ぶ。 |
DCブラシレスモータについて説明できる。
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6週 |
11. ステッピングモータについて学ぶ。 |
ステッピングモータについて説明できる。
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7週 |
項目6~11の復習 |
項目6~11をまとめることが出来る
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8週 |
12-1. センサの基礎 :センサの概要,分類,信号形式について学ぶ。 |
センサの基礎 :センサの概要,分類,信号形式について説明できる。
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4thQ |
9週 |
12-2. センサの基礎 :センサの概要,分類,信号形式について学ぶ。 |
センサの基礎 :センサの概要,分類,信号形式について説明できる。
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10週 |
13-1. オペアンプ回路 :信号増幅,オペアンプについて学ぶ。 |
オペアンプ回路 :信号増幅,オペアンプについて説明できる。
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11週 |
13-2. オペアンプ回路 :信号増幅,オペアンプについて学ぶ。 |
オペアンプ回路 :信号増幅,オペアンプについて説明できる。
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12週 |
14-1. AD/DA変換器 :アナログ,デジタル,分解能について学ぶ。 |
AD/DA変換器 :アナログ,デジタル,分解能について説明できる。
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13週 |
14-2. AD/DA変換器 :アナログ,デジタル,分解能について学ぶ。 |
AD/DA変換器 :アナログ,デジタル,分解能について説明できる。
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14週 |
15. コンピュータ :CPU,メモリ,機械語,プログラミング言語について学ぶ。 |
コンピュータ :CPU,メモリ,機械語,プログラミング言語について説明できる。
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15週 |
項目12~15の復習 |
項目12~15をまとめることが出来る
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16週 |
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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 | 測定誤差の原因と種類、精度と不確かさを説明できる。 | 4 | |
国際単位系の構成を理解し、SI単位およびSI接頭語を説明できる。 | 4 | |
代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明できる。 | 4 | |
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 | |
電気・電子系分野 | 電力 | 三相交流における電圧・電流(相電圧、線間電圧、線電流)を説明できる。 | 2 | |
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 | |
変圧器の原理、構造、特性を説明でき、その等価回路を説明できる。 | 2 | |
半導体電力変換装置の原理と働きについて説明できる。 | 2 | |
計測 | A/D変換を用いたディジタル計器の原理について説明できる。 | 2 | |