［授業科目］ メカトロニクス基礎論，Fundamental Mechatronics
[授業科目の区分] 専門科目
[講義番号] 096051
［担当教官名］ 渡辺 桂吾
［所属］ 大学院自然科学研究科・教授
[対象学生] システム工学科・2年次生
[学期] 後期
[曜日・時限] 月曜・4限
[講義室] 工学部・1号館4番講義室
[選択・必修の別] 選択
[単位数] 2
[概略] 狭義の意味でメカトロニクスとは，機械の運動状態をセンサで検出し，それをマイクロプロセッサに取り込んで，何らかの目的に適合するようにアクチュエータを駆動し，機構を制御する計算機制御技術である．ここでは，機械工学，電気電子工学，情報工学，制御工学などの複合領域としてのメカトロニクス技術について述べる．
[一般目標] 産業用ロボットやＮＣ工作機械等を構成する各要素である，センサ，アクチュエータ，機構，駆動装置，コンピュータ，システム制御理論に関して，それらの基礎ポイントについて学ぶ．
[科目の達成目標]
と
[評価方法と基準]		 科目の達成目標 評価方法と基準
メカトロニクスとは何かを理解する． レポート（第1回）および中間試験にて評価する．成績に対する評価の重みは，10％．
メカトロニクスでの標準的センサについて理解する． レポート（第1回）および中間試験にて評価する．成績に対する評価の重みは，20％．
代表的なアクチュエータとその駆動装置について理解する． レポート（第1回）および中間試験にて評価する．成績に対する評価の重みは，20％．
様々な機構とマイクロコンピュータについて理解する． レポート（第2回）および期末試験にて評価する．成績に対する評価の重みは，10％．
システム制御理論の概要について理解する． レポート（第2回）および期末試験にて評価する．成績に対する評価の重みは，15％．
ロボットマニピュレータの制御の基本原理を理解する． レポート（第3回）および期末試験にて評価する．成績に対する評価の重みは，15％．
メカトロニクスの事例を知る． レポート（第3回）および期末試験にて評価する．成績に対する評価の重みは，10％．
備考：数回のレポート，中間試験，期末試験の点数による評価
[受講要件] 高等学校で学んだ物理，数学の知識を基礎とする．
[履修上の注意] 平成15年度以前入学者は，この科目を履修登録し，月曜３限の「電子回路」を受講すること．
[授業内容]
１回目

メカトロニクス序論
（メカトロニクスとは何か，メカトロニクス出現の背景，メカトロニクスの効用，メカトロニクスの構成要素）

２回目 センサ
（位置の計測，変位の計測，速度の計測，加速度の計測，力の計測）
３回目 アクチュエータ(1)
（アクチュエータの種類，動電アクチュエータ，DCサーボモータ）
４回目 アクチュエータ(2)
（ACサーボモータ，ブラシレスDCサーボモータ，ステッピングモータ，油圧式サーボモータ）
５回目 パワーエレクトロニクス(1)
（トランジスタ，サイリスタ，線形増幅器と電力損失，チョッパ（DC-DC 変換））
６回目 パワーエレクトロニクス(2)
（方形波インバータ（DC-AC 変換），PWM変調による増幅，PWMインバータ（DC-AC 変換），サイクロコンバータ（AC-AC 変換））
７回目 中間試験
８回目 機構
（線形変換機構，線形変換機構の入出力関係，非線形変換機構）
９回目 マイクロコンピュータ
（マイコンの構成，マイコンのプログラミング言語，入出力インターフェース，シングルチップマイコン，マイコンを用いたステッピングモータの制御）
１０回目 システム制御理論(1)
（シーケンス制御，メカトロニクス制御，フィードフォワード制御，フィードバック制御）
１１回目 システム制御理論(2)
（PID制御，制御系の型）
１２回目 システム制御理論(3)
（状態変数フィードバック制御系，ロバスト制御，適応制御，目標値計画，トータルシステム制御）
１３回目 ロボットマニピュレータの制御(1)
（ロボットマニピュレータの運動方程式，多関節ロボットマニピュレータ運動方程式の特徴，ロボットマニピュレータの運動制御）
１４回目  ロボットマニピュレータの制御(2)
（ロボットマニピュレータの動的制御，ロボットマニピュレータの適応制御）
１５回目 メカトロニクスの事例
（情報機器，産業用ロボット，リニアDCブラシレスモータによるX-Yテーブル制御）
１６回目 期末試験
[関連科目] 電子回路，電磁気学，ロボット機構学，システム制御理論，福祉機械工学
[JABEE 基準] システム工学科の学習・教育目標のうちの，Ｅ：情報処理，電子回路，電気回路に関する基礎を理解し 応用する能力に対応する．また，G：機械システム，ロボットシステム，メカトロニクスシステムの設計，制御に関する基礎を理解し応用する能力にも対応する．
[アンケート] 工学部共通フォーマットの授業評価アンケートを1５回目の講義の終わりに行う．
[教材] 教科書：「メカトロニクス入門」土屋武士，深谷健一（森北出版）　定価￥2,800（税別）
参考書：「メカトロニクス概論１」船橋宏明監修（実教出版）定価￥1,900（税別）
[相談時間] 5時以降，随時受付ける（ただし，会議，出張時等を除く）
［連絡先］ 自室番号：総合研究棟5階502号室
電話番号：251-8064
電子メール宛先：watanabe◎sys.okayama-u.ac.jp　
 [研究活動との関連]  担当教員は，各種ロボット制御の研究をしており，当該授業とは密接な関連がある．
[備考] 　

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