2023 年度 講義要目（シラバス）
授業コード

11N2391ZN1

授業名

モデリング実践学 （実践知重点科目）

英文名

Practical System Modeling （実践知重点科目）

開講年度学期

2023 年度前期

単位数

2.0 単位主担当

石川 潤

担当教員

齊藤 剛、石川 潤、田所 貴志

曜日・時限

土曜 5 限電気・電子、機械、情報の 3 分野から代表的な例を取り上げ、その解析や設計の基盤となるモデリングについて、ソフトウェアを活用し目的概要た実習を通して実践的に学ぶ。
【実践的教育科目】企業出身の教員が中心となり、企業での研究・開発等の経験を活かし、ものづくりの現場で適切な判断をくだすことができる「実践知」を磨くための実践的な教育を行う。
1.情報分野での代表的なシステムのモデリングを理解し解析できる。

達成目標

2.MATLAB による簡単な機械システムのモデリングと解析ができる。
3.基礎的な電子回路の特性を、Excel を使って解析できる。
関連科目 ★UNIPA の時間割で参照できる二部の科目からお選びください

関連科目【情報分野】基礎情報数学 A,B。オブジェクト指向設計【機械分野】工業力学 I および演習、同 II、制御工学 I、同 II【電気・電子分野】回路理論および演習Ⅰ、同Ⅱ、電子回路Ⅰ、同Ⅱ
各自のノート PC を授業中に使用するので、毎回、持参してください。

履修条件

上記関連分野の知識があれば望ましいが、分野横断型の科目であるので、初学者にとってもわかりやすい講義とする。そのため、特に履修条件はない。
【情報分野】教科書はない。必要なものはプリント配布する。

教科書名【機械分野】教科書はない。必要なものはプリント配布する。
【電気・電子分野】教科書はない。必要なものはプリント配布する。
【情報分野】初回に紹介する

参考書名【機械分野】MATLAB/Simulink によるわかりやすい制御工学 第 2 版（森北出版）：第 1 版でもよい【電気・電子分野】Excel で学ぶ電気回路（オーム社）【情報分野】授業で行う演習およびレポート課題を総合評価する。

評価方法【機械分野】授業で行う演習およびレポート課題を総合評価する。
【電気・電子分野】授業で行う演習およびレポート課題を総合評価する。
さらに、三つの技術分野の評点を総合評価して評点とする。

学習・教育目標との対応
DP との対応(2017 年以降入学者用)
事前・事後学習【実践知】DP2【事前学習】：シラバスに記載された内容に対して、事前に情報を取得し、授業の理解度を高められるようにすること。
【事後学習】：毎回の授業終了後、講義内容を復習すること。できれば、授業内容を自ら実践・経験することが望ましい。

アクティブラーニングの実施

状況に応じて、反転授業、グループワーク等を行う

ICT の活用

PC の活用（自身のノート PC を持参のこと）、Web-Class を用いて教材・配付資料の共有及び課題の提出

実践的教育科目
自由記載欄

企業出身の教員が中心となり、企業での研究・開発等の経験を活かし、ものづくりの現場で適切な判断をくだすことができる「実践知」を磨くための実践的な教育を行う。
モデリングは、設計の基盤となる重要な分野です。ぜひ、実践的なモデリング力を修得してください。

テーマ・内容情報分野担当：齊藤 剛
第1回

システム解析およびデータ解析を目的としたモデル化技法を学び理解する。 [講義]+[演習]【事前学習】：「システム分析」に関連するキーワードを WEB 等で調査しておく。（60 分〜120 分）【事後学習】：調査したキーワードの意味するところを理解し、レポートとしてまとめる。（60 分〜120 分）
情報分野担当：齊藤 剛

第2回

離散系システムのモデリング技法を学び、表現方法や特性を理解する。 [講義]+[演習]【事前学習】：「離散系システム」に関連するキーワードを WEB 等で調査しておく。（60 分〜120 分）【事後学習】：調査したキーワードの意味するところを理解し、レポートとしてまとめる。（60 分〜120 分）
情報分野担当：齊藤 剛

第3回

連続系システムのモデリング技法を学び、表現方法や特性を理解する。 [講義]+[演習]【事前学習】：「連続系システム」に関連するキーワードを WEB 等で調査しておく。（60 分〜120 分）【事後学習】：調査したキーワードの意味するところを理解し、レポートとしてまとめる。（60 分〜120 分）
情報分野担当：齊藤 剛

第4回

ソフトウエア工学におけるモデリングについて、その方法と目的を理解する。 [講義]+[演習]【事前学習】：「データモデル」に関連するキーワードを WEB 等で調査しておく。（60 分〜120 分）

【事後学習】：調査したキーワードの意味するところを理解し、レポートとしてまとめる。（60 分〜120 分）
情報分野担当：齊藤 剛
第5回

形状処理分野におけるモデリングについて、その方法と目的を理解する。 [講義]+[演習]【事前学習】：「CAD」に関連するキーワードを WEB 等で調査しておく。（60 分〜120 分）【事後学習】：調査したキーワードの意味するところを理解し、レポートとしてまとめる。（60 分〜120 分）
機械分野担当：石川 潤
科学技術計算ソフトとして知られる MATLAB の基本的な使い方に学ぶ（PC 教室とソフトは用意済み）。 [講義]+[演習]第6回【事前学習】：MATLAB 入門（https://jp.mathworks.com/help/matlab/getting-started-with-matlab.html）をできる範囲で読んでおく。（60 分〜120 分）【事後学習】：講義を受けて、あらためて MATLAB 入門の WEB ページを熟読する。（60 分〜120 分）
機械分野担当：石川 潤

第7回

ばね・マス・ダンパ系を例に、モデリングから学ぶ。運動方程式から、伝達関数や状態空間表現を導出する。 [講義]+[演習]【事前学習】：高校物理の範囲で学習した運動方程式について復習しておく。（60 分〜120 分）【事後学習】：伝達関数と状態空間表現に関する課題に取り組む。（60 分〜120 分）
機械分野担当：石川 潤
運動方程式、伝達関数や状態空間表現からモデルの時間応答を MATLAB を使い計算し、その結果の意味するところを理解する。

第8回[講義]+[演習]【事前学習】：MATLAB 入門の WEB ページの「2 次元および 3 次元プロット」について予習する。（60 分〜120 分）【事後学習】：時間応答のグラフの意味するところを再度考察する。（60 分〜120 分）
機械分野担当：石川 潤

第9回

ばね・マス・ダンパ系の周波数応答について理解し、その表現方法としてボード線図を計算する方法について学ぶ。 [講義]+[演習]【事前学習】：周波数応答とはどのようなものなのか、可能な範囲で WEB ページなどで調べてみる。（60 分〜120 分）【事後学習】：周波数応答に関する課題に取り組む。（60 分〜120 分）
機械分野担当：石川 潤

第 10 回

実際に MATLAB を使い周波数応答（ボード線図）を計算し、その結果の意味するところを理解する。 [講義]+[演習]【事前学習】：MATLAB で周波数応答（ボード線図）を求めるには、どのようなコマンドがあるのか調べてみる。（60 分〜120 分）【事後学習】：周波数応答（ボード線図）のグラフの意味するところについて再度考察する。（60 分〜120 分）
電気・電子分野担当：田所 貴志
電子回路を学ぶ上で必要な回路理論の基礎的な内容の解説と Excel で演習 [講義]+[演習]第 11 回【事前学習】：電気回路、電子回路で使われる基礎的用語を調べ、授業の理解度を高められるようにすること。（60 分〜120分）【事後学習】：Excel を使った計算方法を復習する。（60 分〜120 分）
電気・電子分野担当：田所 貴志

第 12 回抵抗回路網を用いて，合成抵抗の計算，直流電圧/電流の解析を Excel で演習 [講義]+[演習]【事前学習】：抵抗回路網について調べ、授業の理解度を高められるようにすること。（60 分〜120 分）【事後学習】：回路網についての課題に取り組む。（60 分〜120 分）
電気・電子分野担当：田所 貴志

第 13 回

1 次 RC フィルタ回路を題材にボード線図を用いて周波数解析(ゲイン，位相) [講義]+[演習]【事前学習】：RC フィルタを事前に調べ、授業の理解度を高められるようにすること。（60 分〜120 分）【事後学習】：RC フィルタについての課題に取り組む。（60 分〜120 分）
電気・電子分野担当：田所 貴志

第 14 回

反転増幅回路/非反転増幅回路/アクティブフィルタなどの回路を使って演習 [講義]+[演習]【事前学習】：増幅回路を事前に調べ、授業の理解度を高められるようにすること。（60 分〜120 分）【事後学習】：増幅回路についての課題に取り組む。（60 分〜120 分）
電気・電子分野担当：田所 貴志

第 15 回

トランジスタの特性，エミッタ接地増幅回路の直流動作点，電圧増幅度などを解析 [講義]+[演習]【事前学習】：トランジスタの特性を事前に調べ、授業の理解度を高められるようにすること。（60 分〜120 分）【事後学習】：増幅回路についての課題に取り組む。（60 分〜120 分）【情報分野】saitoh のあとに続けて＠mail.dendai.ac.jp

E-Mail address【機械分野】ishikawa のあとに続けて＠mail.dendai.ac.jp【電気・電子分野】ttadokoro のあとに続けて@mail.dendai.ac.jp

質問への対応（オフィスアワー等）【情報分野】授業中、もしくは授業前後の教室、またはメールにて受け付ける。
【機械分野】授業中、もしくは授業前後に教室で受け付ける。またはオフィスアワー（毎週木曜 5 時限、11014B 室）【電気・電子分野】 火曜 5 限 40811B 室

履修上の注意事項

本科目は履修者数上限 30 名と設定しております。工学部第二部社会人課程学生（全学年）、工学部第二部一般課程学生 3（クラス分け情報）年生・4 年生（2018 年度以降入学生）の履修を優先します。

履修上の注意事項（ガイダンス情報）
学習上の助言特になし。
実践力を身に着けるには、実際に手を動かしてみることが大切です。いろいろなソフトウエアを使って、モデリングの基礎を体得しましょう。