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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 工学研究科(博士前期課程)創成工学教育科目
領域
創成工学
受講対象学生 大学院(修士課程・博士前期課程・専門職学位課程) : 1年次, 2年次
選択・必修
授業科目名 高性能電機制御システム設計特論
こうせいのうでんきせいぎょしすてむせっけいとくろん
High Performance Electric Motor Control System Design
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講 他専攻の学生の受講可
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

前期

開講時間 木曜日 7, 8, 9, 10時限
開講場所 工学部14番教室

担当教員 石田宗秋(工学研究科電気電子工学専攻),駒田諭(工学研究科電気電子工学専攻),山村直紀(工学研究科電気電子工学専攻),弓場井一裕(工学研究科電気電子工学専攻)

学習の目的と方法

授業の概要 速度・位置決めサーボ制御システムの設計事例を通して,CADを使った自己学習とグループ学習により,システムの設計方法,構築法,制御性能の評価法を理解する。また,実機実験システムを構築し,設計に用いたモデルの問題点・トラブルを認識し,原因究明法,トラブル対処法,システム性能の改善法について習得する。
学習の目的 (1)メカトロニクス装置を使って,速度・位置サーボ制御システムの設計法を理解する。
(2)自己学習とグループ学習により,速度・位置サーボ制御システムの設計能力を育成する。
(3)制御対象の数式モデルの構築、検証および修正,CADシミュレーションによる事前確認,実機システムを用いた実験による検証を通じて,システムの動作検証と改善法を習得する。
学習の到達目標 (1)メカトロニクス装置を使って,速度・位置サーボ制御システムの設計法を理解する。
(2)自己学習とグループ学習により,速度・位置サーボ制御システムの設計能力を育成する。
(3)制御対象の数式モデルの構築、検証および修正,CADシミュレーションによる事前確認,実機システムを用いた実験による検証を通じて,システムの動作検証と改善法を習得する。
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目

○ 全学の教育目標
感じる力
  • ○感性
  •  共感
  •  倫理観
  • ○モチベーション
  • ○主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  • ○論理的思考力
  • ○課題探求力
  • ○問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  • ○情報受発信力
  • ○討論・対話力
  •  指導力・協調性
  • ○社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  • ○感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

授業の方法 講義 演習 実習

授業の特徴

教科書 教科書:「MATLABによる制御理論の基礎」,野波編著・西村著,東京電機大学出版局
参考書:「MATLABによる制御工学」,足立著,東京電機大学出版局
参考書
成績評価方法と基準 以下の方式で配点を行い,総合の60%以上を合格とする。
レポート:30点, グループ別発表:40点, グループ内評価:30点
オフィスアワー
受講要件 領域Aの学生が望ましい。学部において、制御理論、プログラミングに関する講義を受講していること。
予め履修が望ましい科目 学部における「制御機器」「制御理論」「プログラミング」に関する講義を履修していること。
発展科目
授業改善への工夫
その他

授業計画

キーワード メカトロニクス、XYサーボ、ボール&ビーム、ITロボット、Web張力制御、制御系CAD、MATLAB
Key Word(s)
学習内容 1.本授業で使用するメカトロニクス装置:
 以下の4つのメカトロニクス装置の内,1つを選択する。
  ・XYステージサーボシステム
  ・ボール&ビームシステム
  ・ITロボットシステム
  ・巻き取り機張力制御システム
2.学習内容:
 (1)ガイダンス:
  ・本授業の目的・趣旨および内容について説明する。また、メカトロニクス装置の概要を説明し,希望メカトロニクス装置のアンケートを採り,受講生を4グループに分ける。
 (2)基礎講義:
  ・メカトロニクス装置ごとに,制御系の基本構成,制御アルゴリズムおよび制御系の設計法について講義する。
 (3)「制御システム」設計演習
  ・選択したメカトロニクス装置(制御対象)のモデルを構築する。
  ・与えられた仕様に基づき,制御設計CAD(MATLAB)を用いて,制御系を設計する。
  ・CADのシミュレータによりシミュレーションを行い,制御システムの特性を検証する。
 (4)実機システムによる検証
  ・選択したメカトロニクスサーボシステムの実機を用いて,実験システムを構築する。
  ・設計した制御系に基づき,実験システムの制御プログラムを作成する。
  ・実験を行い,シミュレーション結果と比較し,システムの性能を評価する。
 (5)グループ発表および討論
  ・グループで,シミュレーション結果,実験結果の発表,問題点の指摘,解決法について討論を行う。
 (6)設計変更,再シミュレーション,再実験等
  ・討論の結果に基づいて,制御系の設計変更,再シミュレーション,再実験およびグループ討論を行い,制御系の性能の改善を図る。
 (7)トラブル事例講義:
  ・学外講師(非常勤講師)により,「現場における制御系のトラブル事例およびその解決法」について講義する。
3.発表会
  ・グループごとに,これまでの検討結果について,グループメンバーが分担してパワーポイントで発表する。
                                       以上
学習課題(予習・復習) 各段階で授業担当者により与えられる。
ナンバリングコード(試行) EN-ESYS-5

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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