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メカトロニクスと制御工学についての疑問
2023/10/20 06:32
- メカトロニクスは、機械工学と電子工学の要素を組み合わせた学問であり、モーターの仕組みや電子部品、回路設計などに着目する。
- メカトロニクスは、メカニカルな要素と電気的な要素を融合させ、メカ的な設計を行うことが特徴である。
- 制御工学は、システムやプロセスの挙動を制御するための理論や技術を研究する学問であり、電気科とメカニカル工学の双方が関与する。
メカトロニクスとは？
2019/12/18 08:07
機械工学出身の人間です。
大学ではメカトロニクスの単位を取りました。
私が受けたメカトロニクスの授業では、モーターの仕組みや電子部品、回路設計といった要素が強く、電気的な要素がほとんどだったと思います。
おそらくメカ屋が電子部品等の知識を踏まえて、メカ的な設計するのがメカトロニクスだと思います。
ここでいうメカ的な設計とはどういうことをするのでしょうか？
また、制御工学についても同じ用ように疑問に思います。
制御工学は電気科の人間も、メカ屋の人間も勉強するようですが、各々違いはあるのでしょうか？
（一般的には制御工学は電気科の科目だと思いますが、合っていますか？）
質問者が選んだベストアンサー
電気科で、現代制御理論の研究室を卒業したものです。
別の大学の機械工学の研究室で、日本機械学会のロボット制御の教材の確認のために１週間常駐しました。その時に、機械工学の教授の説明では、機械工学の制御理論と電気工学の制御理論の主たる違いは、時定数の値であるとのことでした。
電気系の制御工学では、ロケット、原子炉なども題材として扱いますが、同じ理論を電力網、通信網などの電気だけで制御できる対象も扱いいます。
機械科と電気科の違いは、力学の電磁気学の違いとか、確率モデルの違いとか、熱力学との関係とか、いろいろありますが、なんといっても時定数の値だそうです。
科目名は大学によってさまざまで、機械系で制御工学という名称を使っているところもあると思います。自動制御、制御理論など、、、。
https://www.jsme.or.jp/news/News200805.pdf
該当する講座では、機械の構造設計、ボルトやナットの設計から、表面仕上げの指定まで幅広く学べる教材でした。電子部品だけでなく、電子部品を制御する論理回路の設計（HDLによるプログラミング）またはCPUによるソフトウェア制御までを含んでいます。
ところで、数式的に全く同じモデルを、経済学部でも扱っています。おおきな違いは、入出力が社会統計であるため、確率の分布、精度が違うことと、大きな時定数も扱うことです。
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その他の回答 （4件中 1～4件目)
昭和時代の科学少年達はアマチュア無線とかオーディオ、電子ブロック
鉄道模型、スロットレーシング、U-コン、ラジコン
それらをやり切った挙句の果てに大学工学部に進んだもんだが
現代の工学部にはそれらを見た事も触った事もない輩が多いらしい
憶測すると本件の質問者様も同類項か？
ラジコンとかやって来た人が
＞ここでいうメカ的な設計とはどういうことをするのでしょうか？
このような愚問するなど想像も付かないが
年内に一つくらい作って見ましょう
https://www.tamiya.com/japan/index.html
https://rc.kyosho.com/
http://otonanokagaku.net/products/mechanic/index.html
https://www.elekit.co.jp/product/TU-8200R
最終的に目指すのはロボワン
http://www.robo-one.com/roboones/index/46
もしくはNHKのロボコン
http://www.official-robocon.com/gakusei/about/
ここまで到達できれば愚問の答えは自ずと悟るであろう
メカ屋が電子回路や制御理論などの知識を踏まえて、機械及び電気を組み合わせた設計をするのがメカトロニクスだと思います。
機械工学科に在籍なさったのであれば、メカに関わることは沢山勉強なさったでしょうから、メカトロニクスでは、不足する電気系を中心として、バランスの良い技術者育成を狙ったのでしょう。
制御工学は、機械工学、電気工学いずれの分野でも扱い、本質的な差異はないと思います。しかし、取り上げる例が、ばね－質量系であったり、コイルとコンデンサの共振系であったりするように、見かけは、それぞれの分野の学習者がとっつき易く、それぞれの分野で利用しやすくしてあると思います。また、制御特性を表すのに、機械系ではPID要素で説明する場合が多く、電気系ではボード線図を利用する場合が多いなど、習慣は異なるところもあると思います。
現実の設計に活用するには、機械ー電気の連成解析を必要とする場合もあり、機械屋と電気屋のどちらが扱えばよいかなどの議論は、大して役に立ちません。要は、ちゃんと理論を理解して、設計で活用できればいいのですから。
お礼
2019/12/23 22:00
ご回答ありがとうございました。
> メカトロニクスでは、不足する電気系を中心として、バランスの良い技術者育成を狙ったのでしょう。
ここの部分で納得しました。
私自身が、メカ屋はメカの仕事が8割だと偏見を持っていましたが、その偏見を砕くことができました。
おそらくメカトロニクスの専門家は、電気が必要ならば電気の仕事もこなすのでしょう。
つづき
来年から小学校で義務化する
プログラミング的思考
https://beneprog.com/2018/07/13/computationalthinking/
を大切にしてくれ
理系のくせにこれがわからん奴と話すとこっちが壊れる(私は壊れた)
お礼
2019/12/23 21:56
ありがとうございます、納得しました。
自分が知りたいことがしっかりと書いてあったので、ベストアンサーにさせていただきました。