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学部後期課程

過去（2022年度）の授業の情報です

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最終更新日：2025年4月21日

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シミュレーション演習

１．動力学
PC内の仮想空間において力学モデルを構築し、これに諸条件を与えることで生じる物理現象を解析する方法を経験する。具体的には、ライブラリを用いたC言語によって、剛体の物理的条件を与え、これとキーボードからのインタラクションするプログラミングを行う。最後に、自由課題を設定し、発表会を行う。
２．電気回路
電気回路の基礎を理論とシミュレーションから学ぶ．電気回路として，ひずみセンサ回路，アンプ回路，フィルタ回路等を取り上げる．基礎理論から手計算で，抵抗やコンデンサなど受動部品の選定を行う．さらに，受動部品を選定した電気回路の出力信号や増幅，フィルタリング特性をLT-SPICEを用いたシミュレーションで確認する．
３．制御
Matlab/Simulinkを用いた力学系のモデリングと，制御系の設計と評価について演習を行う．主に古典制御理論を用いて位置決め制御系を設計し，その性能を学生間で競い合う．
４．FEM
有限要素法（FEM）による変形シミュレーションをC言語プログラムで実装する．得に，FEM の基礎を理解し，理論をプログラムに落とし込むために必要な手続きを思考するとともに，指定した条件やインタラクティブな操作による静解析を試行し，FEMシミュレーションの恩恵を理解する．

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時間割／共通科目コード

コース名

教員

学期

時限

FEN-PE3902S1

シミュレーション演習

森田　剛

A1 A2

火曜3限、火曜4限他

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講義使用言語

日本語

単位

実務経験のある教員による授業科目

他学部履修

可

開講所属

工学部

授業計画

１．動力学簡単なサンプルプログラムを改良しながら、シミュレーションの設定方法を習得する。徐々に段階を踏みながらキーボードからのインタラクションなどが実施できるようにし、最後には、工学的な物理現象に関連する自由課題を自ら設定し、発表会で発表をしてもらう。２．電気回路　第１週は，ひずみセンサ回路，アンプ回路，フィルタ回路等の基礎理論を講義で学び，練習問題を手計算で解く．　第２週は，LT-SPICEの導入と使用方法を学ぶ．　第３週は，LT-SPICEを用いて，第１週で学んだひずみセンサ回路等の回路特性をシミュレーションで評価，確認を行う．３．制御　第1週は，Matlab/Simulinkの利用方法を復習し，力学系のシミュレーションを行う　第2週は，位置決め制御系の設計を行う．余力のある学生は深層強化学習の特別課題に取り組む．　第3週は，位置決め制御系の性能を競うゲーム形式の競技会を行う．４．FEM 講義，オンデマンド動画，各種資料を参考にしながらプログラミングの課題を解き，FEMシミュレーションを完成させる．・第１週目：ベクトル，行列の計算とC言語プログラミング，FEM概要と変換行列に関する実装・第２週目：FEM 理論の実装，指定した境界条件による解析とその可視化・第３週目：自由課題（好きなトピックスを選んでプログラムを拡張）とその発表

成績評価方法

出席とレポート

履修上の注意

指示しない

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