2022年度学院等開講科目工学院初年次専門科目

工学リテラシーIII c

開講元: 初年次専門科目
担当教員: 三平満司 / 大西有希 / 倉元昭季 / 土田崇弘 / 蜂屋弘之 / 塚越秀行 / 中島求 / 土方亘 / 金俊完 / 西田佳史 / 干場功太郎
授業形態: 講義/演習 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 木5-6 (<初回>, S223, <前半>, 南5号館2階206, 210号室, <後半>, 石川台3号館3階303号室)
クラス: c
科目コード: XEG.B103
単位数: 0.50.50
開講時期: 2022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: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

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）】
【ものを動かすエネルギー（アイデアをカタチに）】
【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・制度をマネジメントする（管理技術・ゲーム理論）】

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) 制御システムの設計方法を体得できる．
【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．

キーワード

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

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

【ものを制御する（制御システムの設計）】
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び，ライントレースのコンテストを通じてその有効性を体験する．
【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．

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	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3回	ライントレースを行うための制御系を設計	ライントレースを行うための制御系を設計できる．
第4回	コンテスト：評価と表彰	ライントレースのコンテストを通じて制御系の性能を評価できる．
第5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6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7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．

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

なし

参考書、講義資料等

資料配布

成績評価の方法及び基準

【ものを制御する（制御システムの設計）】
レポートとコンテストの結果を総合的に評価する．
【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．

履修の条件・注意事項

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