2025年度前期機械モデル論

曜日・時限	金曜日３時限	期別	前期	週時間数	2
ナンバリング	EH330305
開講学科等	工学部-電子機械工学科
教員名	疋田　真一疋田　真一職務履歴 https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e7%96%8b%e7%94%b0%e3%80%80%e7%9c%9f%e4%b8%80 教員情報データベースに遷移します

目的

メカトロニクスにおけるダイナミクスを理解するためには，機械システムの数学的記述を学ぶ必要がある．また，メカトロニクスにおける制御系を設計するためには，機械システムのモデリングが重要である．「機械モデル論」では，電気，流体，熱システムとのアナロジーをふまえて，機械システムのモデリングとアナリシスについて講義する．

授業計画

授業回	形式	学修内容	学修課題
1	A	イントロダクション：モデリングの基礎	事前学修	モデリングについて調べる．（1時間）
1	A	イントロダクション：モデリングの基礎	事後学修	演習問題を解く．モデリングの例，モデリングの目的と意義についてノートにまとめる．（1時間）
2	A	機械システムの基本要素：バネ，ダンパ，質量	事前学修	バネ，ダンパ，質量の性質について調べる．（2時間）
2	A	機械システムの基本要素：バネ，ダンパ，質量	事後学修	演習問題を解く．バネ，ダンパ，質量についてノートにまとめる．（2時間）
3	A	電気システムの基本要素：抵抗，キャパシタ，インダクタ	事前学修	抵抗，キャパシタ，インダクタの性質について調べる．（2時間）
3	A	電気システムの基本要素：抵抗，キャパシタ，インダクタ	事後学修	演習問題を解く．機械システムと電気システムのアナロジーについてノートにまとめる．（2時間）
4	A	流体，熱システムの基本要素：パイプ，タンク，熱抵抗，熱容量	事前学修	パイプ，タンク，熱抵抗，熱容量について調べる．（2時間）
4	A	流体，熱システムの基本要素：パイプ，タンク，熱抵抗，熱容量	事後学修	演習問題を解く．機械，電気，流体，熱システムのアナロジーについてノートにまとめる．（3時間）
5	A	１次遅れ系モデル	事前学修	1次遅れ系モデルの例について調べる．（2時間）
5	A	１次遅れ系モデル	事後学修	演習問題を解く．（3時間）
6	A	２次遅れ系モデル	事前学修	2次遅れ系モデルの例について調べる．（2時間）
6	A	２次遅れ系モデル	事後学修	演習問題を解く．（3時間）
7	A	これまでの復習（機械，電気，流体、熱システムの基本要素及び1次，2次遅れ系モデル）と理解度確認テスト	事前学修	これまでに出題された演習問題を解けるようにしておく．（2時間）
7	A	これまでの復習（機械，電気，流体、熱システムの基本要素及び1次，2次遅れ系モデル）と理解度確認テスト	事後学修	できなかった問題について復習する．（3時間）
8	A	1次遅れ系モデルの自由応答	事前学修	１階線形微分方程式の解法について調べる．（2時間）
8	A	1次遅れ系モデルの自由応答	事後学修	演習問題を解く．１階線形微分方程式の解法についてノートにまとめる．（3時間）
9	A	2次遅れ系モデルの自由応答：非減衰自由振動	事前学修	２階線形微分方程式の解法について調べる．（（2時間）
9	A	2次遅れ系モデルの自由応答：非減衰自由振動	事後学修	演習問題を解く．２階線形微分方程式の解法についてノートにまとめる．（3時間）
10	A	2次遅れ系モデルの自由応答：減衰自由振動	事前学修	過制振，臨界制振，不足制振について調べる．（2時間）
10	A	2次遅れ系モデルの自由応答：減衰自由振動	事後学修	演習問題を解く．（3時間）
11	A	振り子の運動	事前学修	単振り子のモデリングについて調べる．（2時間）
11	A	振り子の運動	事後学修	演習問題を解く．（3時間）
12	A	バネ，ダンパを含んだ振り子の運動	事前学修	バネ，ダンパを含んだ振り子のモデリングについて調べる．（2時間）
12	A	バネ，ダンパを含んだ振り子の運動	事後学修	演習問題を解く．（3時間）
13	A	これまでの復習（１次遅れ系モデルの応答，２次遅れ系モデルの応答，振り子の運動）と理解度確認テスト	事前学修	これまでに出題された演習問題を解けるようにしておく．（2時間）
13	A	これまでの復習（１次遅れ系モデルの応答，２次遅れ系モデルの応答，振り子の運動）と理解度確認テスト	事後学修	できなかった問題について復習する．（3時間）

授業形式記号

A:一斉授業（通常の講義）
B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
C:体験、実験、実習、演習など

D:調査分析、解析など
E:ものづくり、作品制作
F:グループワーク（ディスカッション・ディベートを含む）

G:プレゼンテーション
H:地域・企業　連携型学習
I:その他

到達目標

○修得する資質・能力：知識・理解力、応用力【DP-H-1-1】
１．数学モデルの意味を理解し，説明できる．
２．電気、機械、流体、熱の各システムのアナロジー関係を理解し，説明できる．
３．１次遅れ系，２次遅れ系の微分方程式を導出することできる．
４．１次遅れ系，２次遅れ系の微分方程式の解を導出することができる．

評価方法と評価観点

評価方法	配点合計	知識・理解力	応用力	コミュニケーション力	態度・志向性	創造力	合計
定期試験またはレポート試験							0%
小テスト、小論文	100%	70%	30%				100%
グループワーク							0%
プレゼンテーション							0%
レポート、宿題							0%
授業での姿勢（ノート、質疑など）							0%
作品、パフォーマンス（実技、実演）							0%
その他1(具体的に：							0%
その他2(具体的に：							0%
	100%	70%	30%	0%	0%	0%	100%

教科書・参考書

ノート講義とし，適宜資料をMoodleにアップロードする．

（参考書）
「やさしく学べる微分方程式」石村園子著共立出版
「これだけ!微分方程式」古山竜司著秀和システム

オフィスアワー

月曜４限

その他

演習問題の解答例については別途公表する．

実務経験のある教員による授業科目

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