2020年度 工学リテラシーⅣ f   Engineering Literacy IV f

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開講元
工学院
担当教員名
田中 智久  高山 俊男  中西 洋喜  菅原 雄介  三平 満司  倉林 大輔  小酒 英範  天谷 賢治  奥冨 正敏  山北 昌毅  中島 求 
授業形態
講義 / 演習
メディア利用
Zoom
曜日・時限(講義室)
木5-6(S621)  
クラス
f
科目コード
XEG.B104
単位数
1
開講年度
2020年度
開講クォーター
4Q
シラバス更新日
2020年9月23日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

工学リテラシーI-IVは工学院の新入生が2年次以降に積極的に専門教育を受けられるように,高校までの一般教育と200番台以降の専門教育との橋渡しの役目をねらいとするとともに,工学的センスや問題解決の姿勢などを身に付けることをねらいとする.
工学リテラシーI-IVを1年間通じて受講することで工学院に関連する以下の7テーマの実験実習を経験することができる.
【ものを加工する(機械工作)】
【ものを熱で動かす(ぽんぽん蒸気船)】
【ものの形を創る(CAD演習)】
【ものを制御する(制御システムの設計)】
【マイコン搭載ワイヤレス電気自動車】
【通信・計算機システムと知的情報処理】
【技術をマネジメントする(管理技術)】

到達目標

本講義を履修することにより,以下の知識と能力を習得する.
【ものの形を創る(CAD演習)】
1) CAEを用いて機械要素の応力解析,固有周波数解析ができる.
2) 3次元CADを用いてコンピューター上での機械要素の製図ができる.
3) CADとCAEを駆使して機械要素の特性改善ができる.
【ものを制御する(制御システムの設計)】
1) センサによる計測の基本原理を把握できる.
2) フィードバック制御の基本原理を把握できる.
3) シミュレーションソフトを駆使した制御システムの設計方法を体得できる.

キーワード

【ものの形を創る(CAD演習)】
CAD(Computer Aided Design), CAE(Computer Aided Engineering,)
【ものを制御する(制御システムの設計)】
計測,制御,システム

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

【ものの形を創る(CAD演習)】
CAD(Computer Aided Design)のソフトウェアの一つであるInventorを用いて,CADやCAE(Computer Aided Engineering,)の基礎を学ぶ.本講義の前半はCAE/CADの使用方法の講習を行い,後半はCAE/CADを用いた設計デザインコンテストを行う.
【ものを制御する(制御システムの設計)】
自動車の自動運転の基礎として,センサで計測された信号をフィードバックして制御する仕組みの基礎を学ぶ.ライントレース(自動運転)の実験ビデオの視聴による仮想実験,シミュレーターを用いた計算機実験を体験する.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 イントロダクション:本講義の狙い,受講上の注意,システムのセットアップ 講義の目的を理解し,受講のためのシステムをセットアップする.
第2回 CADモデリング導入 Inventorを用いて与えられた図形を描くことができる.
第3回 CAE演習(FEM(有限要素法,Finite Element Method)解析) 設計デザインコンテスト前半(機械要素の三次元製図及び初期モデルのFEM解析) Inventorを用いて与えられた機械要素の応力解析,固有振動数解析ができる. Inventorを用いて基礎的な機械部品の製図をし,その応力及び固有振動数の特性を解析できる.
第4回 設計デザインコンテスト後半(機械要素の特性改善) CAD, CAEを駆使して拘束条件下での特性改善を行い,最良の結果を得る.
第5回 ものを測る(計測)センサと衝突回避 センサと衝突回避の仕組みがわかる.
第6回 ライントレース実験(ビデオ仮想実験) ライントレースを行うためのパラメータ調整ができる.
第7回 シミュレーター(MATLAB)を用いた複雑な経路のシミュレーション実験 ライントレースに必要なセンサと制御の技術を理解する

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

なし

参考書、講義資料等

資料配布

成績評価の基準及び方法

【ものの形を創る(CAD演習)】
設計レポートとデザインコンテストの結果を総合的に評価する.
【ものを制御する(制御システムの設計)】
レポートで評価する.

関連する科目

  • XEG.B101 : 工学リテラシーI
  • XEG.B102 : 工学リテラシーII
  • XEG.B103 : 工学リテラシ-III
  • XEG.B104 : 工学リテラシーⅣ

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

工学院の1年次学生であること(再履修は不可).工学リテラシーI-IVを1年間通じて受講することを強く推奨する

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