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授業情報／Course information

科目一覧へ戻る 2021/09/22 現在

授業基本情報
科目名（和文）
／Course		 メカトロニクス
科目名（英文）
／Course		 Mechatronics
時間割コード
／Registration Code		 22C24601
学部（研究科）
／Faculty		 情報工学部
学科（専攻）
／Department		 情報システム工学科
担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors		 ○石原　修二
オフィスアワー
／Office Hour
開講年度
／Year of the Course		 2021年度
開講期間
／Term		 後期
対象学生
／Eligible Students		 3年次生
単位数
／Credits		 2.0
授業概要情報
更新日
／Date of renewal		 2021/03/01
使用言語
／Language of Instruction		 日本語
オムニバス
／Omnibus		 該当なし
授業概略と目的
／Cource Description and Objectives		 【授業概略】
メカトロニクスは，機械工学（メカニカルエンジニアリング），電子工学（エレクトロニクス）および情報工学（IT）の融合により機械を自在に動かす技術である．機械，電子，制御，情報，通信，コンピュータ，材料と関連分野は幅広いが，本講義ではメカトロニクスの三つの主要な構成要素であるアクチュエータ，センサ，制御について重点をおき，メカニズム等の基礎からそれらが活用されている実例など幅広く学習する．
【目的】
メカトロニクスにより達成される小型軽量化，高速化・高精度化，高信頼性，柔軟性などの機能が、市場の製品において，性能や品質の向上，省エネ，コスト低減等に寄与していることを実感をもって理解し，これらの技術を応用するための基礎を習得する．
履修に必要な知識・能力・キーワード
／Prerequisites and Keywords		 「微分方程式」、｢線形代数学｣、「電気回路Ⅰ」、｢電子回路｣、「機械力学」、｢信号処理｣、「制御工学Ⅰ・Ⅱ」を履修していることが望ましい
キーワード：品質向上、省エネ、コスト低減、小型軽量化、半導体、材料の軽量化、高速化・高精度化、LSI、VLSI、信頼性の向上、非接触センサー、動力ロス低減、高強度化、柔軟性の向上、内蔵プログラム、OSの進化、Network
履修上の注意
／Notes		 特になし．
教科書
／Textbook(s)		 メカトロニクスの基礎　渋谷恒司著　森北出版　（2016年）
また教科書の説明を補足する資料を各回の講義で配布する.
参考文献等
／References		 メカトロニクス入門　舟橋宏明、岩附信行著　実教出版
ハンディブック メカトロニクス　三浦宏文監修　オーム社
はじめてのメカトロニクス実践設計　米田完、中嶋秀朗、並木明夫著　講談社　
自主学習ガイド
／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework		 講義で説明できることは基礎のみである．参考文献やインターネット等を活用し自主的に理解を深めておくこと．
資格等に関する事項
／Attention Relating to Professional License
備考
／Notes		 【授業形態】
本科目は，試験を含む全部をオンライン授業（オンデマンド式）で実施する．
【アクティブラーニング】
・設計演習（講義で得た知識を活用し自由な発想でメカトロニクス機器を創造する）
授業計画詳細情報
No. 単元（授業回数）
／Unit (Lesson Number)		 単元タイトルと概要
／Unit Title and Unit Description		 時間外学習
／Preparation and Review		 配付資料
／Handouts
1 1 [メカトロニクス概論]
メカトロニクスの運動機能、メリット、構成要素、
具体例：産業界での実例		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
2 2 [アクチュエータ（１）]
電気式アクチュエータの基礎		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
3 3 [アクチュエータ（２）]
動力機能、電気式アクチュエータ、サーボモータ		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
4 4 [アクチュエータ（３）]
動力機能、油空気式アクチュエータ		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
5 5 [機械伝達機構]
歯車減速機、ベルト・プーリ機構、ボールねじ機構		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
6 6 [センサ（1）]
センシング機能、変位・角度・距離、
速度・加速度の計測		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
7 7 [センサ（2）]
センシング機能、ジャイロセンサ、
力・トルク、温度の計測		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
8 8 [センサ （3）]
各種センサ、センシングの応用		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
9 9 [アナログセンサ情報処理]
AD変換とDA変換、サンプリング定理、
アナログ半導体		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
10 10 [電子回路素子とその応用]
電子回路素子		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
11 11 [コントロ−ラとその周辺機器]
パ−ソナルコンピュ−タのしくみ、インタフェ−ス、
アンプとドライバ		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
12 12 [制御工学入門]
制御機能、伝達関数、フィ−ドバック制御系、
PID制御		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
13 13 [ソフトウエア]
OS、コントロ−ラ、フローチャート		 Webを使った事前学習および理解深化のための情報収集 テキストの補足資料
14 14 [これまでの学習内容の補足]
受講者の理解度に応じてこれまでの学習内容に関しての補足説明を行う．		 教科書および補足資料の読み直し テキストの補足資料
15 15 [メカトロニクスの設計演習]
これまでに学習したメカトロニクスの要素を活用して、オリジナルのメカトロニクス製品を机上設計する．		 設計演習に使用する情報の事前収集
16 16 [試験]
オンライン授業のため，定期試験は実施しない．
単元終了時に実施する単元末テストの合計点を定期試験の結果とする．
授業評価詳細情報
到達目標及び観点／Learning Goal and Specific Behavioral Viewpoints
No. 到達目標
／Learning Goal		 知識・理解
／Knowledge & Undestanding		 技能・表現
／Skills & Expressions		 思考・判断
／Thoughts & Decisions		 伝達・コミュニケーション
／Communication		 協働
／Cooperative Attitude		 ロジカルシンキング/Logical thinking
1 各種アクチュエ−タの動作原理や用途について説明できる（E） ○ ○
2 各種センサの特徴や適用されている事例について説明できる（E） ○ ○
3 メカトロニクスの制御を担う構成部品について，その特徴と使用時の注意点等が説明できる（E） ○ ○
4 アクチュエ−タとセンサ間における制御のしくみが説明できる（E） ○ ○
5 講義で得たメカトロニクスの知識を活用し新たな製品のコンセプトを創造できる（E） ○ ○ ○ ○ ○
成績評価方法と基準／Evaluation of Achievement
※出席は2/3以上で評価対象となります。
No. 到達目標
／Learning Goal		 定期試験
／Exam.		 筆記試験（単元末テスト） 設計演習
1 各種アクチュエ−タの動作原理や用途について説明できる（E） ○
2 各種センサの特徴や適用されている事例について説明できる（E） ○
3 メカトロニクスの制御を担う構成部品について，その特徴と使用時の注意点等が説明できる（E） ○ ○
4 アクチュエ−タとセンサ間における制御のしくみが説明できる（E） ○
5 講義で得たメカトロニクスの知識を活用し新たな製品のコンセプトを創造できる（E） ○ ○
評価割合（％）
／Allocation of Marks		 75 25

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