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ロボット・メカトロニクス教科書 メカトロニクス概論 改訂2版

・著者:東京電機大学 古田 勝久 編著978-4-274-21784-5
・定価:2,700 円(本体2,500 円+税)
・A5 248頁

・ISBN

・発売日


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合計5000円(税別)以上のご注文の場合、配送料は無料となります。

メカトロニクスを概観できる定番教科書。充実の改訂2版!

 

 ロボット・メカトロニクス関連学科を対象とした教科書シリーズの第1巻として発行し、好評を博した教科書の改訂2版。

 初版発行から8年が経過し,この間ロボット・メカトロニクス分野の技術進展には著しいものがあります。これらを新しい記述に改めつつ、内容の見直しも図ることで、より時代に即した教科書となるようまとめました。新11章として「UMLとシステム開発」を取り上げ、より充実した内容となっています。

 メカトロニクスに必要な要素技術、設計に関する基礎知識、メカトロニクスの応用事例などを図や写真を多用して解説しています。各章冒頭には「学習のポイント」、章末には「理解度チェック」「演習問題」を設け、読者が理解度を確認しながら読み進められる構成にしています。

2015/08
★このような方におすすめ
ロボット・メカトロニクス関連学科に所属する大学1、2、3年生
主要目次
1章 序 論
2章 メカトロニクスのためのシステム論
3章 センサ
4章 アクチュエータ
5章 コンピュータ
6章 機械設計 
7章 制御器設計
8章 制御器の実装 
9章 解 析
10章 上位システムの設計
11章 UMLとシステム開発
演習問題解答
索 引
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詳細目次
1章 序論(Introduction)
 1.1 私たちのメカトロニクス社会(Our Mecatronics Society)
 1.2 メカトロニクスの関連技術(Ingredient Technologies for Mechatronics)
 1.3 メカトロニクスシステムの見方と本書構成(Aspects for Mechatronics Engineers, and Contents of This Book)
 理解度Check

2章 メカトロニクスのためのシステム論(System Theory of Mechatronics)
 2.1 システムとは(What's system?)
 2.2 モデリング(Modeling)
 2.3 システムのアナロジー(System Analogy)
 2.4 システムの特性と解析(Analysis of system characteristic)
  [1]ラプラス変換
  [2]ラプラス変換の性質
  [3]伝達関数
  [4]インパルス応答
  [5]ステップ応答
  [6]伝達関数の極と応答時間
  [7]2次遅れ系
 理解度Check
 演習問題

3章 センサ(Sensors)
 3.1 ロボット・メカトロニクスシステムとセンサ(Sensors in Robot-Mechtronics Systems)
  [1]身近な機器に使われているセンサ
  [2]センサの入力と出力
  [3]内界センサと外界センサ
 3.2 国際単位系(SI)
  [1]センサの入出力量と単位
  [2]SIの7個の基本単位
  [3]国際単位(SI)の使い方
 3.3 ロボット・メカトロニクスに使われる代表的なセンサ(Sensors for Robot and Mechtronics Systems)
  [1]位置センサ
  [2]変位センサ
  [3]加速度センサ
  [4]姿勢センサ
  [5]力センサ
  [6]距離センサ
  [7]視覚センサ
 3.4 センサの変換方式(Operational Models of Sensors)
  [1]エネルギー変換型とエネルギー制御型
  [2]物理法則とセンサ
 3.5 センサの信号処理(Characteristics of Sensors)
  [1]測定環境による誤差
  [2]センサの静特性
  [3]センサの動特性
 理解度Check
 演習問題

4章 アクチュエータ(Actuator)
 4.1 ロボット・メカトロニクスシステムとアクチュエータ(Role of Actuators in Robot and Mechatronics Systems)
  [1]油圧アクチュエータ
  [2]空気圧アクチュエータ
 4.2 ロボット・メカトロニクスに使われるアクチュエータ(Actuators for Robot and Mechatronics systems)
  [1]直流モータ
  [2]交流モータ
  [3]ステッピングモータ
 4.3 アクチュエータの最適化(Optimum Design of Actuators)
 理解度Check
 演習問題

5章 コンピュータ(Computer)
 5.1 コンピュータのハードウェア(Computer Hardware)
 5.2 コンピュータのソフトウェア(Computer Software)
 5.3 プログラムの実行(Execution of Program)
 5.4 データの表現(Data Expression)
 5.5 論理演算と組合せ回路(Propositional Logical and Combinatorial Circuit)
 理解度Check
 演習問題

6章 機械設計(Mechanical Design)
 6.1 機構要素(Machinery Elements)
  [1]軸 受
  [2]リンク
  [3]減速機構
 6.2 加工法と加工機の種類(The Machining Methods and their Processing Machines)
  [1]鋳 造
  [2]鍛 造
  [3]プレス加工
  [4]切削・研削加工
  [5]CAD/CAM
 6.3 設計および製図(Designing and Drawing)
  [1]機械製図
  [2]材料の強度と安全性
 理解度Check
 演習問題

7章 制御器設計(Controller Design)
 7.1 制御系の設計手順(Design Procedure of Control Systems)
 7.2 制御理論の歴史(History of Control Theory)
 7.3 ブロック線図(Block Diagram)
 7.4 システム構造(System Structures)
  [1]フィードバック
  [2]フィードフォワード
  [3]線形システム,非線形システム
  [4]連続時間システム,離散時間システム
 7.5 周波数における制御系設計(Control System Design in Frequency Domain)
  [1]周波数伝達関数
  [2]ボード線図
  [3]フィードバック系と一巡伝達関数
  [4]ゲイン余裕と位相余裕
  [5]時間応答と周波数特性の調整指針
  [6]PID 制御系と限界感度法
 理解度Check
 演習問題

8章 制御器の実装(Implementation of Controller)
 8.1 ロボット制御に必要な信号処理(Signal Processing for Robot Control)
 8.2 組込みマイコン(Embedded Micro―computer)
  [1]組込みマイコンの必要性
  [2]組込みマイコンのソフトウェア
 8.3 実時間制御(Real time control)
  [1]実時間処理
  [2]リアルタイムOS
  [3]リアルタイム制御用プロセッサ
  [4]組込みコントローラのシステム化
  [5]バイラテラル制御と制御演算時間
 8.4 制御器のシステム化(System integration of controller)
  [1]制御システムの階層性
  [2]ロボットの制御システム
  [3]ロボット制御システムの具体例
 理解度Check
 演習問題

9章 解析(Analysis)
 9.1 信号からの情報抽出(Information Extraction from Signal)
 9.2 信号解析(Signal Analysis)
  [1]周期信号と正弦波
  [2]フーリエ級数展開
  [3]フーリエ変換
 9.3 周波数解析の応用(Application of Frequency Analysis)
 理解度Check
 演習問題

10章 上位システムの設計(Design of Host System for Mechatroncis System)
 10.1 ロボットのタスクプランニング(Task Planning for Robots)
 10.2 ロボットのモーションコントロール(Motion Control for Robots)
  [1]座標系と参照軌道
  [2]ラグランジュの方法による運動方程式の導出
  [3]軌道追従型の制御系設計
 10.3 自動車における高度メカトロニクスのシステム設計(System Design for Automobiles with Advanced Mechatronics)
  [1]要求と拘束の決定
  [2]戦略決定
  [3]開発のステップ
  [4]システムインテグレーション
 理解度Check
 演習問題

11章 UMLとシステム開発(UML and System Development)
 11.1 UMLとは(Unified Modeling Language)
  [1]ユースケース図とアクティビティ図
  [2]クラス図とオブジェクト図
  [3]ステートマシン図
  [4]シーケンス図
 11.2 組込みシステムの開発事例(Applications)
 理解度Check
 演習問題

 演習問題の解答
 索 引
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