工学総合演習２（制御メカトロ）
このページは、機械知能工学科３年生必修の工学総合演習２のうち、熊谷担当・制御メカトロニクス分野の５回分の講義資料です。
本来、ここのページ群のメカトロニクス基礎・総合とは異なる科目ですが、内容の関連性が高く、基礎・総合に対してより実際の問題に近い演習を扱うと共に、内容を補完する部分もあるため、ここに置いておきます。
メカトロニクスはメカとエレクトロニクスが融合したものであるため、その設計計算は二つの分野にまたがります。
今回は、主にそのメカ側の計算を行い、エレクトロニクス側の設計検討のための数値作りをします。
到達目標：
- メカトロ計算における、動力[W]の有用性を説明できる。
- 動力の計算方法を説明できる。
- 動力の計算ができる。
メカを動かすためには電気をエネルギーとして扱いますが、その変換は100%ではなく、変換しきれずに無駄になる分＝損失が生じます。
今回は主に、損失、効率という観点から、このエネルギー変換の部分を見ていきます。
到達目標：
- 効率、損失について説明できる。
- 損失の影響について説明できる。
- 動力から電力を見積もることができる。
機械の動作には大きく二つの制御があります。一つは制御工学で扱うフィードバック制御のような常時動作する数式による制御手法で、もう一つは機械の動作の手順、状態の変化などを扱う制御です。
ここでは、後者の、機械を実用的に実装するために必要な手順に関わる制御を扱い、実際に考えてみます。
到達目標：
- 機械には順序を持った動作が必要であることを説明できる。
- シーケンス動作の読み取りができる。
- シーケンスを検討できる。
ラプラス変換は複素積分を用いた積分変換であり、制御やメカトロニクスの分野での非常に強力なツールです。
定義に従った計算は面倒ですが、使うこと自体は簡単で、今回はその使い方に焦点を当てます。
到達目標：
- ラプラス変換の制御メカトロでの有用性を説明できる。
- 基本的なラプラス変換、および複素数計算ができる。
- ラプラス変換を用いた周波数応答の計算ができる。