概要:
機械工学系，電気工学系，電子情報工学系の各分野で個々に学習した基本的事項を有機的に結びつけ実際に応用できる設計能力を養う．
授業の進め方・方法:
機械工学系，電気工学系，電子情報工学系の各分野の要素的テーマについて，実際に即した設計・演習を行う．
(前期) 各系で用意したテーマについて演習を行う．
[機械工学系]
マイコンを用いてマイコン制御の基本設計を例題と演習により実践学習する．
[電気工学系]
電気・電子回路に関する演習を行う．また，実験データの解析法や実験計画法，計測技術について講義および演習を行う．
[電子情報工学系]
電子回路の基本的回路について，電子回路実習装置を用いて演習を行う．
（後期）生産情報システム専攻科合同で演習を行う．
後期では各専門分野で学習した基本的かつ共通的事項である制御工学を用いて，各専門分野を有機的に結びつけた制御演習課題に挑戦する．先ず，
使用する実験システムの各装置の基礎的事項を演習を通して学び，これをベースとして基礎的，応用的な各制御課題について制御系設計を実機モデルを用いて演習を行う．適宜，各制御課題に対してレポートを課す．
（前期・後期）評価について
レポート（あるいは制作物）により評価する．与えられた課題の探究・理解の達成度および問題に対処できるデザイン能力をレポートで評価し，レポートによる実験，制作物等の内容説明の簡潔で分かり易い記述，考察等の程度も評価する．
注意点:
(前期)
[機械工学系]
機械基礎設計や機械基礎製図の知識を有していること．また，メカトロ二クスや電気電子回路の知識があると理解しやすい．
[電気工学系]
電気電子回路の基礎知識を有していること．
[電子情報工学系]
電子回路および電子計測の基礎知識を有していること．
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
[機械工学系]
マイコンの基礎
[電気工学系]
回路の基礎(1)
[電子情報工学系]
電子計測の基礎(1) |
[機械工学系]
マイコンの構成要素とその働きが理解できること．また，マイコンの動作の仕組みが理解できること．
[電気工学系]
実用的な電気回路計算ができること．
[電子情報工学系]
時間軸・電圧軸・周波数軸での電気電子計測の基礎を理解できること．
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| 2週 |
[機械工学系]
メカトロ二クス演習(1)
[電気工学系]
回路の基礎(2)
[電子情報工学系]
電子計測の基礎(2) |
[機械工学系]
電子部品と回路図記号の関係が理解できること．
[電気工学系]
実用的な電気回路計算ができること．
[電子情報工学系]
各々の計測機器の特徴を理解し適切に計測できること．
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| 3週 |
[機械工学系]
メカトロ二クス演習(2)
[電気工学系]
半導体工学の基礎(1)
[電子情報工学系]
電子デバイスの基礎(1) |
[機械工学系]
ブレッドボードを用いて，簡単な回路を作成できること．
[電気工学系]
半導体工学の基礎問題が解けること．
[電子情報工学系]
受動素子の基本的特性を計測により理解できること．
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| 4週 |
[機械工学系]
プログラムの基礎(1)
[電気工学系]
半導体工学の基礎(2)
[電子情報工学系]
電子デバイスの基礎(2) |
[機械工学系]
プログラム開発の流れが理解できること．
[電気工学系]
半導体工学の基礎問題が解けること．
[電子情報工学系]
能動素子の基本的特性を計測により理解できること．
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| 5週 |
[機械工学系]
プログラムの基礎(2)
[電気工学系]
基本増幅回路
[電子情報工学系]
電子回路の基礎(1) |
[機械工学系]
開発に必要なツールの使用方法，注意点が理解できること．
[電気工学系]
基本的な増幅回路の計算ができること．
[電子情報工学系]
DC-DCコンバータなどの電子回路を理解できること．
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| 6週 |
[機械工学系]
プログラミング演習 (1)
[電気工学系]
増幅回路
[電子情報工学系]
電子回路の基礎(2) |
[機械工学系]
A/D，D/Aの機能が理解できること．また，A/D，D/Aを使ったプログラムが理解できること．
[電気工学系]
種々の増幅回路の計算ができること．
[電子情報工学系]
フィルタ回路の種類と特長を理解できること．
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| 7週 |
[機械工学系]
プログラミング演習 (2)
[電気工学系]
オペアンプ(1)
[電子情報工学系]
電子回路の基礎(3) |
[機械工学系]
模型用サーボモータ制御のプログラムが理解できること．
[電気工学系]
オペアンプに関する問題が解けること．
[電子情報工学系]
フィルタ回路を構成し計測により理解できること．
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| 8週 |
[機械工学系]
基本設計
[電気工学系]
オペアンプ(2)
[電子情報工学系]
解析と設計の違い |
[機械工学系]
センサとアクチュエータとマイコンを使用した作品について，動作や性能などの基本仕様を決定できること．
[電気工学系]
オペアンプに関する問題が解けること．
[電子情報工学系]
設計仕様の決め方を理解し解析と設計の違いを理解できること．
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| 2ndQ |
| 9週 |
[機械工学系]
詳細設計
[電気工学系]
発振回路
[電子情報工学系]
電子回路設計(1) |
[機械工学系]
作品の構成部品や詳細な構造を決定できる．
[電気工学系]
発振回路に関する問題が解けること．
[電子情報工学系]
自ら考えた課題を基に設計仕様を決定できること．（例：乾電池1本でLEDを点滅させる回路）
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| 10週 |
[機械工学系]
課題製作(1)
[電気工学系]
実験データの解析法(1)
[電子情報工学系]
電子回路設計(2) |
[機械工学系]
詳細設計を元に設計図を作成できる．
[電気工学系]
実験データの解析法に基づいて，データ処理方法を説明できること．
[電子情報工学系]
定数設計ができること．
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| 11週 |
[機械工学系]
課題製作(2)
[電気工学系]
実験データの解析法(2)
[電子情報工学系]
電子回路設計(3) |
[機械工学系]
設計書に基づき作品を計画的に製作できる．
[電気工学系]
実験データの解析法について理解し，与えられたデータをもとに統計処理ができること．
[電子情報工学系]
仕様を満たす定数の絞り込みができること．
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| 12週 |
[機械工学系]
課題製作(3)
[電気工学系]
実験計画法(1)
[電子情報工学系]
電子回路設計(4) |
[機械工学系]
設計書に基づき作品を計画的に製作できる．また，不具合に適切に対応できる．
[電気工学系]
フィッシャーの3原則および一次元配置実験におけるデータ構造モデルについて理解できること．
[電子情報工学系]
設計した回路を適切な方法で計測しデータ整理ができること．
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| 13週 |
[機械工学系]
課題製作(4)
[電気工学系]
実験計画法(2)
[電子情報工学系]
電子回路設計(5) |
[機械工学系]
設計書に基づき作品を計画的に製作できる．また，不具合に適切に対応できる．
[電気工学系]
統計的検定について理解し，与えられたデータの検定ができること．
[電子情報工学系]
設計した回路の特徴などを適切に資料にまとめることができること．
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| 14週 |
[機械工学系]
動作確認・評価
[電気工学系]
実験計画法(3)
[電子情報工学系]
プレゼンテーション |
[機械工学系]
自ら設定した基本仕様を満足しているかどうか，動作確認を行い評価できる．
[電気工学系]
二元配置実験について理解し，与えられたデータの解析ができること．
[電子情報工学系]
自ら設計した回路を適切に説明できること．
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| 15週 |
[機械工学系]
課題発表
[電気工学系]
計測とデータ処理
[電子情報工学系]
復習とまとめ |
[機械工学系]
自ら設計・製作した作品の構造や動作について適切に説明できること．
[電気工学系]
PCを用いた計測手法とデータ処理について理解できること．
[電子情報工学系]
プレゼンテーション時の質疑応答を含めて適切に設計の成果をまとめることができること．
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
用いる制御システムの基礎 |
ガイダンス，授業概要，演習で用いるシステムの構成が理解できる．
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| 2週 |
Arduino，MATLABについて |
Arduino，ArduinoIDE，MATLAB，Simulink，ArduinoIOの概要が理解できる．
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| 3週 |
ディジタル入力，アナログ入出力について |
ArduinoIOとMATLAB Script／Simulinkを用いたディジタル／アナログ入出力関係が理解できる．
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| 4週 |
DCモータの速度制御(1) |
制御回路を製作し，その動作が理解できる．
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| 5週 |
DCモータの速度制御(2) |
P制御による制御モデル及び実機制御が理解できる．
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| 6週 |
DCモータの速度制御(3) |
PI制御による制御モデル，実機制御が理解できる．
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| 7週 |
DCモータの速度制御(4) |
限界感度法によるPI制御ゲインの算出及びそのモデル，実機制御が理解できる．
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| 8週 |
DCモータの速度制御(5) |
システム同定によりモデルパラメータを同定し，その同定実験が理解できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
DCモータの速度制御(6) |
局配置法によるPI制御ゲインの設計及びモデルと実機実験が理解できる．
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| 10週 |
DCモータの速度制御(7) |
局配置によるPI制御ゲインの設計及びモデルと実機実験が理解できる．
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| 11週 |
Ball&Beamの制御実験(1) |
Ball&Beam実験装置の製作が理解できる．
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| 12週 |
Ball&Beamの制御実験(2) |
Ball&Beam実験装置の製作が理解できる．
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| 13週 |
Ball&Beamの制御実験(3) |
距離センサの入出力特性を測定し，近似式のパラメータ算出が理解できる．
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| 14週 |
Ball&Beamの制御実験(4) |
PI制御ゲインの設計及びモデルと実機実験が理解できる．
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| 15週 |
Ball&Beamの制御実験(5) |
PI制御ゲインの設計及びモデルと実機実験が理解できる．
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| 16週 |
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