科目名[英文名]
シミュレーション工学特論   [Advanced Simulation Engineering]
区分	前期課程科目	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	～	開講時期	1学期
授業形態	1学期	時間割番号	1060313
責任教員 [ローマ字表記]
鎌田 崇義   [KAMADA Takayoshi]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

昨今のコンピュータ技術の発展によって、昔は大型コンピュータを用いなければできなかったような解析が、PCレベルで十分可能となってきている。シミュレーションを行う上では対象のモデル化が重要であり、モデル化の妥当性の検討には実際に計測されたデータとの比較が多く用いられる。本講義では、機械力学におけるシミュレーション解析と取得データのデータ処理を行うことを目的として、モデル化の手法、数値計算ソフト”MATLAB”を用いたシミュレーション手法を学ぶ。

到達基準

MATLAB言語を用いて 　多自由度系の振動解析、モード解析ができること 　１自由度系の制御系設計（極配置、最適レギュレータ）ができること 　常微分方程式が解けること

授業内容

本講義は、理論の学習＋演習の形で進められる。機械力学における多自由度系の振動解析のために必要な、固有値問題、モード解析、応答解析の手法を学び、行列計算に長けた数値計算ソフト"MATLAB"によるプログラミングを行ってシミュレーション解析を行う。 また、制御系の設計の基礎についても学習し、プログラミングを行う。 また、常微分方程式の数値シミュレーション手法であるオイラー法、ルンゲクッタ法、線形加速度法について学習し、プログラミングを行う。 具体的な演習の内容は下記の通りである． 原則として完全オンラインで行う予定である。 ガイダンス、講義説明（初回） １）MATLABの基礎（２，３回） ２）多自由度系のモデル化（４、５回） 　　多自由度系（４または５自由度系）の運動方程式、状態方程式の作成とMATLAB内での 　　モデルの定義 　　伝達関数によるモデルの定義 ３）固有値解析（６回） 　　２）の系の固有振動数、固有振動モードをもとめて振動性状の解析を行う ４）モード解析（７，８回） 　　３）で得られた固有振動モードを用いてモード行列を作成し、多自由度系のモード 　　解析を行う 　　高次モードのトランケートによる低次元モデルの作成を行う ５）振動解析シミュレーション（９，１０回） 　　１）〜３）で得られたモデルを元に振動解析を行う。指定の入出力に対するボード線図の　　作成を行い、インパルス応答、ステップ応答、ランダム加振に対する応答等の振動解析を　　行う。モード解析によるモデルの低次元化の効果についても確認する。 ７）振動系制御シミュレーション（１１，１２、１３回） 　　モデル化された対象に対して、極配置、最適レギュレータでの制御系設計を行い、制御　　効果を確認するシミュレーションを行う。 ８）数値解析法学習（１４回） 　　オイラー法、ルンゲクッタ法、線形加速度法についてプログラミングを行い、 　　微分方程式の解法についての実習を行う。 ９）試験（１５回）

履修条件・関連項目

学部の講義である機械力学Ⅰ，Ⅱ，制御工学Ⅰを履修していることが望ましい 振動制御および演習を履修していればなおよい。 履修希望者はノートパソコンに学生版MATLAB又は研究室にあるMATLAB本体と シグナルプロセッシングツールボックス、コントロールツールボックスを インストールして持参すること。 学生版の購入が間に合わない場合はネットからサンプル版を落としておくこと。

テキスト・教科書

必要に応じて資料を配布する

参考書

MATLABハンドブック　小林一行　著　秀和システム Matlabの総合応用　　高谷邦夫　著　森北出版

成績評価の方法

最終テスト　30％　レポート　30％　講義受講態度　40％

教員から一言

遅刻をしないこと！

キーワード

振動解析、モード解析、固有値解析、制御、微分方程式

オフィスアワー

毎週水曜日午前１１時から１２時まで、または講義終了時　　場所：９号館３０２号室

備考１

備考２

参照ホームページ

開講言語

日本語

語学学習科目

更新日付

2021/02/24 14:38:29