三重大学ウェブシラバス


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科目の基本情報

開講年度 2022 年度
開講区分 生物資源学部
受講対象学生 共生環境学科・環境情報システム学教育コース
学部(学士課程) : 3年次
選択・必修 選択
選択推奨科目(環境情報コース)
授業科目名 基礎メカトロニクス
きそめかとろにくす
Basic Mechatronics
単位数 2 単位
ナンバリングコード
BIOR-Envi-3241-005
開放科目 非開放科目    
開講学期

前期

2021年度以降入学者 3年次前期
2020年度以前入学者 3年次後期

開講時間
授業形態

対面授業

* 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい

「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業
「ハイブリッド授業」・・・「対面授業」と「オンライン授業」を併用した授業
「オンデマンド授業」・・・動画コンテンツの配信等によって実施する授業

開講場所 生物資源学部校舎(教室番号は、Moodle生物資源学部・生物資源学研究科 学生掲示板で確認して下さい。)

担当教員 福島 崇志(生物資源学部共生環境学科)

FUKUSHIMA Takashi

SDGsの目標
連絡事項

* 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい

学修の目的と方法

授業の概要 メカニクス,エレクトロニクスの両分野が融合したメカトロニクスは,コンピュータ機械制御の基本であり,中でもロボットは多くの要素技術の集まりからなるシステムである.本講義は,ロボティクスの基本的な要素技術であるアクチュエータとセンサについて概説し,体表的アクチュエータであるモータの制御について学習する.
(DP,CPとの関連)
この講義は,三重大学の目標である4つの力の「感じる力」,「考える力」,「コミュニケーション力 」,「生きる力」を身に付けるため,生物資源学部DPである(2)(3)(5)の習得を目指す.
学修の目的 メカトロニクスに必要な要素技術を理解し,システム設計ならびにマイコン制御ができるようになる.
学修の到達目標 センサ,アクチュエータ,コントローラに関する知識の習得とマイコン制御の能力を身に付ける.そのために,下記学習到達目標を設定する.
(知識)
センサ,アクチュエータ,コントローラに関する基礎知識を習得し,電気・電子部品の使用例や特徴を説明できる.
(態度)
実際のセンサ,アクチュエータ,コントローラに関連する部品を利用し,現象を理解するとともに基礎知識の内容を深める.
(技能)
センサ,アクチュエータ,コントローラに関する基礎知識を基に制御システムなどを通して,その特性を理解する.
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
 (1)幅広い教養と倫理観、国際感覚を身につけ、豊かな人間性を有している。
○(2)生命、環境、食料、健康等に関する生物資源学の基本的な知識と技術、経験を有している。
○(3)科学的で論理的な思考を展開することができ、計画的に問題の解決に取り組むことができる。
 (4)豊かなコミュニケーション能力を持ち、他者と協力して行動することができる。
○(5)社会の変化に柔軟かつ自律的に対応し、発展的に生きていくことができる。

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  • ○主体性
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  • ○論理的・批判的思考力
コミュニケーション力
  • ○表現力(発表・討論・対話)
  •  リーダーシップ・フォロワーシップ
  •  実践外国語力
生きる力
  • ○問題発見解決力
  •  心身・健康に対する意識
  •  社会人としての態度・倫理観

○ JABEE 関連項目
成績評価方法と基準 最終課題80%,小テストおよびレポート20%
(知識)センサ,アクチュエータ,コントローラに関する基礎知識の習得を小テストやレポートにより評価する.(20%)
(態度)センサ,アクチュエータ,コントローラに関連する部品を利用した課題により,知識の定着度を評価する.(40%)
(技能)センサ,アクチュエータ,コントローラに関連する部品を利用した最終課題により,知識の定着度を評価する.(40%)
授業の方法 講義 演習

授業の特徴

PBL

特色ある教育

グループ学習の要素を加えた授業

英語を用いた教育

授業改善の工夫 毎回質疑応答を行い,学習到達度をチェックしながら講義内容を改善する.
教科書 特になし
参考書 資料を適宜配布する
オフィスアワー 423室
月~金 9:00~18:00の中で適宜対応します.
受講要件 システム制御学を履修済みであることが望ましい.
予め履修が望ましい科目 設計製図学,電気・電子工学,応用力学,システム制御学
発展科目
その他 教員免許・各種資格取得に関連した科目 (注 : 必ず入学年度の学修(習)要項で確認してください)
講義中は板書のみならず,必要と思われることはノートに記し,自分のノートを作ること.
常に疑問をもち,調べてわからなければ,気軽に質問すること.

授業計画

MoodleのコースURL
キーワード ロボット,センサ,アクチュエータ,アナログ回路,ディジタル回路,フィードバック制御,伝達関数,PID制御,制御機器,メカニズム
Key Word(s) Robotics, Sensor, Actuator, Analog circuit, Digital circuit, Feedback control, PID control, Transfer function, Control device, Mechanism.
学修内容 第1回:授業方針の説明,生物生産ロボットの現状と課題
第2回:ロボットとメカトロニクス(1)
第3回:ロボットとメカトロニクス(2),制御機器
第4回:メカトロニクスの基本要素(1),メカニズム
第5回:メカトロニクスの基本要素(2),アクチュエータ
第6回:メカトロニクスの基本要素(3),モータ
第7回:メカトロニクスの基本要素(4),内界センサ
第8回:メカトロニクスの基本要素(5),外界センサ
第9回:メカトロニクスの基本要素(6),マイコン
第10回:モータ回転速度のPID制御(1),コンデンサ,トランジスタ
第11回:モータ回転速度のPID制御(2),増幅回路
第12回:モータ回転速度のPID制御(3),フィードバック制御
第13回:モータ回転速度のPID制御(4),周波数特性
第14回:モータ回転速度のPID制御(5),ローパスフィルタ
第15回:モータ回転速度のPID制御(6),PID制御
第16回:試験および解説
事前・事後学修の内容 第1回
予習:生物生産ロボットに関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第2回
予習:ロボットとメカトロニクスに関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第3回
予習:制御機器に関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第4回
予習:メカニズムに関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第5回
予習:アクチュエータに関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第6回
予習:モータに関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第7回
予習:内界センサに関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第8回
予習:外界センサに関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第9回
予習:マイコンに関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第10回
予習:コンデンサ,トランジスタに関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第11回
予習:増幅回路に関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第12回
予習:フィードバック制御に関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第13回
予習:周波数特性に関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第14回
予習:ローパスフィルタに関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
第15回
予習:PID制御に関する事前学習コンテンツを確認し,予習をする(2時間)
復習:授業で習ったことや新たに得た知見を復習すると共に,講義で課される課題を実施し,提出する.(2時間)
事前学修の時間:120分/回    事後学修の時間:120分/回

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