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シラバス基本情報

開講年度 2008 年度
領域等 創成工学教育科目
授業科目名称 高性能電動機制御システム設計特論
よみがな こうせいのうでんどうきせいぎょしすてむせっけいとくろん
英語表記 High Performance Motoer Control System Design
対象学生・科目区分 工学研究科(博士前期課程)電気電子工学専攻・・・1年次
開講学期・単位数等 後期・2単位
開放科目 他専攻受講可能
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),残間忠直(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),福井一夫(非常勤講師:元富士電機リテイルシステムズ株式会社)

授業内容・授業計画

授業種別 講義,演習,実習
キーワード・テーマ 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
授業の目的・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。
学生の到達目標 (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。
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。
教科書、参考書 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
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
授業計画・学習の内容と課題
学習内容 課題
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)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。
 (2)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)「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。
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
各段階で授業担当者により与えられる。

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