2021年度学院等開講科目工学院機械系機械コース

マルチボディシステム

開講元: 機械コース
担当教員: 大熊政明 / 古谷寛
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火1-4
クラス: -
科目コード: MEC.H432
単位数: 200
開講時期: 2021年度
開講クォーター: 3Q
シラバス更新日: 2025年7月10日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

　機械とは基本的に複数の部品を組み合わせ構成される機構であり，それらが相互運動することで機能を発揮している．すなわち，マルチボディシステムである．本講義は，この機構の運動と制御に関する力学を扱い，次に示す段階を踏んで授業を進める．
1. 多質点系
2. 剛体リンク系
3. 順動力学と逆動力学
　本講義のねらいは，理論と方法の講究を中心として，適宜コンピュータを使った数値解析も用いて課題解析の演習も課して学習させることで，具体的な解析力まで身につけさせることである．

到達目標

履修をすることで次の学習達成度を到達目標とする．
１．座標系の代数表現法と異なる座標系間の変換方法を習得
２．質点系，剛体リンク系の運動学と動力学の解析ができる
３．剛体リンク系の運動学設計ができる
４．柔軟リンク系の基礎解析ができる

キーワード

剛体リンク系，運動学，動力学，制御，リンク機構，ロボット

学生が身につける力

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

理解を深めるために必要に応じて演習および宿題(report提出）を提示して講義する．

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	運動空間の記述	運動空間の記述方法を理解する．
第2回	運動空間の座標変換	座標変換を理解する．
第3回	速度・加速度・角速度	速度，加速度，角速度の定義と導出ができる．
第4回	質点系の運動学と動力学	質点の運動に関する解析表現法を学ぶ．
第5回	多質点系の運動学と動力学	多質点系を理解する．
第6回	剛体リンク系の一般化座標	剛体リンク系を一般化座標で表現できる．
第7回	剛体リンク系の慣性モーメント	剛体リンク系解析のための慣性モーメント解析ができる．
第8回	剛体リンク系の動力学	剛体リンク系の動力学解析理論を理解する．
第9回	剛体リンク系の動力学解析手法	動力学解析手法を知ることができる．
第10回	剛体リンク系の逆動力学	逆動力学を理解できる．
第11回	剛体リンク系の軌道生成	軌道生成の理論を理解できる．
第12回	剛体リンク系の線形制御	線形制御の基礎を理解できる．
第13回	剛体リンク系の非線形制御	非線形制御の基礎を理解できる．
第14回	弾性リンク系の動力学	弾性リンク系について理解できる．

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

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

講師配布資料

参考書、講義資料等

Thomas R. Kane, David A. Levinson著　Dynamics - Theory and Applications
John J. Craig著　Introduction to Robotics: Mechanics and Control
Ahmed A. Shabana著　Dynamics of Multibody Systems

成績評価の方法及び基準

期末試験と演習，レポートで評価します．評価比率は期末試験約60%，演習とレポート約40%とする．

履修の条件・注意事項

関連する科目に記載した学部科目を履修していること．

その他

MatlabをインストールしたノートＰＣを持参すること.
2021年度は，新型コロナウィルス災禍の影響から，３Q（以降）で開講し，機械コース修士学生のみを履修許可する．