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シラバスコード S-171R15-01 ナンバリング Md303Idg
科目名 メカトロニクス
科目名英文 Mechatronics
学部 工学部 授業形態 講義
学科・科目区分 機械工学科 教職科目対応 技術(中)・工業(高)
科目分野 専門発展 実践的教育対応  ―
配当年次 3年次 学期区分 後学期
必選区分 選択 単位数 2 単位
担当教員 池田裕一
アクティブラーニング 課題解決型学習、反転授業、振り返り学習、ICTの活用
授業の目的と進め方
・メカトロニクスとは、電子回路やコンピュータにより制御される機械に関する技術分野であり、ロボットを含め、自動車、社会インフラ設備から家電、おもちゃまで幅広く使われている。
・近年のものづくりはコンピュータを用いた動作(または制御)シミュレーションが必須であり,これはメカトロニクスにも該当する.本科目では、機械系の学生として必要とされるメカトロニクスの制御シミュレーションにて必要とされる基礎知識をプログラミングによる計算とシミュレーションを用いて培う。なお,スケジュールは学生の理解度に応じて多少前後・変更することがある。

・講義での説明の後に実施するプログラミングによる数値計算やシミュレーション、制御工学に関する演習問題(またはレポート)を活用して、メカトロニクスにおける制御シミュレーションの実施方法を学び、これに付随する理論を理解する。
・本科目は、学科DP4を意識した授業設計となる。重み付け指標については、DP4=100(%)とする。
課題(試験やレポート等)に対するフィードバックの方法
・講義での説明の後に、プログラミングによる数値計算やシミュレーション、制御工学に関する演習問題(またはレポート)を課す。講義中に質問時間を設け、その場で質問に回答する。
・講義の最初に、前回講義で実施した演習問題(またはレポート)について解説をする。
・提出された演習問題の解答用紙(またはレポート用紙)は,点数を記載し返却する。
履修の条件
状況により履修制限をすることがある.
教科書
適宜,資料を配布する.
到達目標
数値シミュレーションを行うためのプログラムや数学に関する基礎知識を身に付ける。
システムの安定性に関する基礎知識を身に付ける。
制御工学に関する基礎知識を身に付ける。
数値データを用いた簡易アニメーション作成に関する知識を身に付ける。
指標と評価割合
  評価方法
受講態度 授業中の
活動
予習・復習 成果物・
発表
試験 学習の
振り返り
共通指標 a:受け取る力
b:深める力
c:進める力
d:高める力 10 20 20 30 20
e:伝える力
f:つなげる力
固有指標 g:知識・理解 10 20 20 30 20
h:技術・活用
全体の評価割合 10 20 20 0 30 20
授業計画
回数 学修内容 予習・復習内容 時間
ガイダンス 復習1 授業内容や進行方法,成績評価などの
説明
2
プログラミング学習(1) 予習2 配布資料の予習 2
復習2 配布資料の復習 2
プログラミング学習(2) 予習3 配布資料の予習 2
復習3 配布資料の復習 2
制御シミュレーションに必要な数学
・ベクトルと行列の演算  ・行列式と逆行列
・内積とノルム      ・行列の固有値と固有ベクトル
・2次形式と正定値行列
予習4 配布資料の予習 2
復習4 配布資料の復習 2
「制御シミュレーションに必要な数学」の演習 復習5 講義内容に関する理解度を測る演習 4
制御対象のモデル
・微分方程式(運動方程式)と状態方程式
予習6 配布資料の予習 2
復習6 配布資料の復習 2
「制御対象のモデル」の演習 復習7 講義内容に関する理解度を測る演習 4
状態方程式の解析
・状態方程式の解
・可制御性
・可観測性
・システムの安定性
予習8 配布資料の予習 2
復習8 配布資料の復習
2
状態フィードバック制御
・極配置
・最適レギュレータ
予習9 配布資料の予習 2
復習9 配布資料の復習
2
10 「状態フィードバック制御」の演習 復習10 講義内容に関する理解度を測る演習 4
11 オブザーバを用いた制御系の設計
・オブザーバの設計法
・オブザーバを用いた状態フィードバック制御
予習11 配布資料の予習 2
復習11 配布資料の復習 2
12 「オブザーバを用いた制御系の設計」の演習 復習12 講義内容に関する理解度を測る演習 4
13 サーボ系と軌道追従制御系の設計
・積分型最適レギュレータ
・モデルマッチング制御
予習13 配布資料の予習 2
復習13 配布資料の復習 2
14 「サーボ系と軌道追従制御系の設計」の演習 復習14 講義内容に関する理解度を測る演習 4
15 試験相当の総合演習① 復習15 講義内容に関する理解度を測る演習 3
16 試験相当の総合演習② 復習16 講義内容に関する理解度を測る演習 3
主担当教員のオフィスアワー
木曜日 4コマ 6211室

〇授業以外での質問などは,メールで受け付ける.
 ・メールアドレス: ikeda@mech.shonan-it.ac.jp

〇メールでの問い合わせに際しては,下記に従うこと;
 ・大学メールアドレス(g-mail)から発信すること.
 ・件名には授業名を含めること.本文の最初に学籍番号と氏名を記すこと.
 ・上記教員アドレスからの着信ができるように設定しておくこと.

(備考)
講義の都合上,実際の時間は「15:00~16:30」である.

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