概要:
メカトロ機器のセンサ、アクチュエータ、コントロールユニットに関する基礎知識を修得するとともに、機械・電気系のモデリングやモータの選定法を理解する。
授業の進め方・方法:
機械、電気電子、制御情報各コースの学生を対象としているので本科で学んだことの復習を行うと共に、他分野の基礎知識を修得させる。モータの選定法については実際に演習を行う。
注意点:
本科目は学修単位であるので、授業時間以外での学修が必要であり、課題レポートを課す。
定期試験の成績で評価する。60点以上を合格とする。60点に満たない時は再試を実施する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
代表的なセンサ(1) |
ロボットやメカトロ機器でよく使われる
センサを理解できる
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| 2週 |
代表的なセンサ(2) |
ロボットやメカトロ機器でよく使われる
センサを理解できる
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| 3週 |
アクチュエータの分類と特徴 |
各種アクチュエータの長所，短所などを理解できる
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| 4週 |
DCモータの駆動回路 |
DCモータの電圧駆動と電流駆動，リニア駆動とPWM駆動の違いを理解しする
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| 5週 |
サーボモータコントロールユニットの構成 |
市販のサーボモータコントロールユニットの
構成を理解する
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| 6週 |
サーボモータのトルク制御、速度制御、位置制御 |
サーボモータのトルク制御、速度制御、位置制御の違いを理解する
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| 7週 |
ACサーボモータとステッピングモータ(1) |
ACサーボモータの概要を理解する
ステッピングモータの基礎，構造を理解する
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| 8週 |
ステッピングモータ(2) |
ステッピングモータの励磁シーケンス、
駆動法、特性線図を理解できる
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| 4thQ |
| 9週 |
DCサーボモータ、およびDCサーボモータで駆動された機械系のモデリング(1) |
DCサーボモータの伝達関数を導ける
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| 10週 |
DCサーボモータ、およびDCサーボモータで駆動された機械系のモデリング(2) |
DCサーボモータで駆動された機械系の伝達関数を理解できる
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| 11週 |
位置決め制御系の簡易設計法 |
位置決め制御系の簡易設計法を理解できる
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| 12週 |
モータ軸からみた機械系の等価慣性モーメントと等価負荷トルクの計算法(1) |
モータ軸からみた機械系の回転運動方程式を導ける
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| 13週 |
モータ軸からみた機械系の等価慣性モーメントと等価負荷トルクの計算法(2) |
モータ軸からみた等価慣性モーメントと等価負荷トルクの計算ができる
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| 14週 |
DCモータの所要トルク計算とモータの選定法(1) |
モータ軸に関する回転運動方程式と速度パターン図から所要トルク線図を求めることができる
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| 15週 |
DCモータの所要トルク計算とモータの選定法(2) |
運転回転数，所要トルク実効値から適切なモータを選定できる．
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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 | 力学 | 周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 3 | 後1,後12,後13,後14,後15 |
| 仕事の意味を理解し、計算できる。 | 2 | 後10 |
| 位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 3 | 後13 |
| 剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。 | 3 | 後12,後14,後15 |
| 計測制御 | 測定の定義と種類を説明できる。 | 2 | |
| 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。 | 3 | |
| 長さ、角度、形状、力、圧力、流量、粘度、温度、湿度、時間、回転数などの計測方法と計測機器を説明できる。 | 3 | 後1,後2 |
| フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 3 | 後5,後6 |
| 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 | |
| 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 | 後5,後6 |
| 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 | |
| 電気・電子系 | 電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 3 | 後6 |
| バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。 | 2 | 後4,後6 |
| 電力 | 直流機の原理と構造を説明できる。 | 3 | 後3,後4,後9 |
| 誘導機の原理と構造を説明できる。 | 3 | 後7 |
| 同期機の原理と構造を説明できる。 | 3 | 後7 |
| 計測 | 計測方法の分類（偏位法/零位法、直接測定/間接測定、アナログ計測/ディジタル計測）を説明できる。 | 3 | 後1,後2 |
| SI単位系における基本単位と組立単位について理解している。 | 3 | 後12,後13,後14,後15 |
| 電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。 | 3 | |
| 制御 | 伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。 | 3 | 後9,後10 |
| ブロック線図を用いたシステムの表現方法が理解できる。 | 3 | 後6,後11 |
| システムの過渡特性についてステップ応答を用いて説明できる。 | 3 | 後11 |
| システムの定常特性について、定常偏差を用いて説明できる。 | 3 | 後11 |
| 情報系 | その他の学習内容 | トランジスタなど、ディジタルシステムで利用される半導体素子の基本的な特徴について説明できる。 | 2 | 後4 |