한국기술교육대학교 메카트로닉스공학부

제어시스템 전공 교과목(2024학년도 기준)

• 1-2 미분방정식 BSM191 전공기초
  우리 주변에는 공간적, 시간적으로 변하는 다양한 양(quantities)이 있으며, 이들은 물리법칙에 의하여 복잡한 함수 또는 방정식으로 표현된다. 이러한 과정을 수학적 모델링이라 하며, 본 교과목에서는 수학적 모델링으로 도출된 다양한 (미분)방정식의 해를 구하고 분석한다. 특히, 1계 및 2계 선형미분방정식, Laplace 변환, 편미분방정식에 대하여 집중적으로 학습한다.
• 1-2 CAD설계및실습 MTB391 학부공통필수
  컴퓨터 그래픽 2D/3D 툴을 이용하여 기계제도통칙에 따라 기계요소의 형상을 모델링하고 도면화하는 과정을 학습함으로써, 제도 및 설계 능력, 컴퓨터 도면 파일 또는 3D 객체파일을 생성하는 능력을 배양한다.
• 1-2 정역학 MTB443 학부공통필수
  외력이 작용하는 강체에서의 힘의 성질과 평형조건을 학습하고, 힘과 모멘트, 합력과 합모멘트, 강체의 평형 등을 이해한다. 물체의 형상에 따른 도심, 질량중심, 관성 모멘트 등에 대하여 학습한다.
• 1-2 메카트로닉스기초실습 MTA300 학부공통필수
  본 교과목은 메카트로닉스공학부 1학년생을 대상으로 하고 있으며, 해당 학생이 메카트로닉스 공학도로서의 기본 소양을 갖추도록 함에 그 목적 을 두고 있다. 본 교과목은 [정밀가공], [공압제어], [전기회로], [창의로봇]의 4개의 독립적인 모듈로 구성되어 있다.
• 2-1 선형대수학 BSM171 전공기초
  선형대수학은 전자전기, 기계공학, 컴퓨터공학, 인공지능 등 많은 학문분야에서 널리 사용된다. 그 핵심은 벡터와 행렬의 연산에 있으며, 구체적 으로 연립방정식의 풀이, 벡터공간, 고윳값과 고유벡터, 벡터의 내적과 직교성 등에 대하여 학습한다. 선형미분방정식으로의 응용 및 Matlab을 활용한 수치연산 또한 학습한다.
• 2-1 재료역학 MTB302 학부공통필수
  재료역학의 기본개념, 응력과 변형률의 관계, 힘과 변형의 해석, 보의 변형과 응력 등과 같이 외력으로 인한 재료의 변형을 다룬다. 이로부터 기 계부품 및 구조물의 설계 시, 재료의 선택과 설계형상의 결정 등에 대한 기초지식을 갖도록 한다.
• 2-1 열역학 MTB492 학부공통필수
  열역학의 여러 개념을 이해함으로써, 열응력 해석을 위한 공학적 응용력을 배양한다. 열역학의 기본법칙들을 시스템에 적용하고, 이로부터 얻어 지는 기본 지식들을 공식화하여 문제를 해결하는 능력을 배양한다.
• 2-1 PLC실습 MCA245 학부공통선택
  공장자동화(FA, Factory Automation)에 많이 활용되는 PLC(Programmable Logic Controller)의 구성과 원리, 해당 프로그래밍에 대하여 학 습한다.
• 2-1 회로이론및실습 MTF294 학부공통선택
  모든 전기·전자회로를 구성하는데 필요한 저항, 콘덴서, 코일의 특성과 이들 소자로 구성된 간단한 회로가 갖는 특성을 분석하는 동시에 각종 회 로를 해석하는 기법인 오옴의 법칙, 키르히호프의 전류/전압법을 소개한다. 아울러 복잡한 회로를 간단히 해석할 수 있는 각종 기법을 소개함으 로 제어시스템을 구성하는데 필요한 회로설계 및 해석능력을 갖추도록 한다. 또한 실험을 통하여 이론에서 배운 내용을 확인하는 과정을 통하여 실무에서 바로 사용할 수 있도록 교육한다.
• 2-1 3D모델링과프린팅실습 MTF372 전공선택
  2D, 3D CAD 프로그램을 이용하여 조립할 수 있는 기계 요소를 모델링하고, 레이저 커팅기와 3D 프린터를 이용하여 구동 가능한 제품을 완성 한다. 이러한 작업 과정을 통하여 시제품의 설계 및 제작하는 능력을 배양한다.
• 2-1 인공지능개론 MTB570 학부공통선택
  딥러닝 및 인공지능에서 사용되는 기초이론 및 개발도구 사용법을 익히고, 이를 활용한 문제해결과정 및 방법에 대하여 강의한다.
• 2-1 (공)반도체소자 MTS110 학부공통선택
  반도체의 기본물성 및 불순물 첨가에 따른 전기적 특성 변화 등에 대하여 학습한다. 또한 pn 접합 이론과 다이오드, BJT(쌍극접합 트랜지스터), FET(전계효과 트랜지스터) 등의 반도체 소자의 작동원리 또한 학습한다.
• 2-2 수치해석및실습 BSM510 전공기초
  공학도에게 요구되는 수치해석 알고리즘을 학습하고, 이를 프로그래밍 언어로 구현한다. 특히 Matlab 프로그래밍을 학습하고 이를 이용하여, 방 정식의 근을 구하는 법, 선형시스템의 해법, 미적분 계산법 및 상미분 방정식의 해법을 학습하며, 이론적인 학습과 더불어 Matlab을 이용한 실 습도 같이 병행한다.
• 2-2 동역학 MTB325 전공필수
  동역학은 물체의 운동을 해석하는 역학으로서 입자 및 강체의 운동학과 운동역학을 다룬다. 변위, 속도, 가속도와 물체에 작용하는 힘, 질량 등 의 관계, 일 에너지, 충격량 및 운동량에 관한 원리와 응용을 공부한다. 벡터 해석을 도입하여 역학의 기본 원리를 유도하고 스칼라 방법으로 해 결이 힘든 3차원 문제의 해석 방법에 대하여 공부하여 역학의 기본원리를 정확히 이해하고 공학 문제를 해결할 수 있는 능력을 기른다.
• 2-2 전자회로기초및실습 MCA333 전공선택
  전자회로의 기본적 해석방법을 다루고 전자회로의 기본소자, 주로 트랜지스터, 다이오드 및 증폭 원리에 관한 이해와 회로 및 전자기기의 설계에 대한 기초능력을 배양한다.
• 2-2 디지털회로설계및실습 MCA285 전공선택
  디지털과 논리회로 기본 개념과 논리회로를 구현하는 기본 gate (AND/OR/NOT/NAND/NOR)의 원리를 가르치고 실험을 통해서 실무에서 사용 할 수 있는 지식을 강의한다. 아울러 현장에서 다양하게 사용되고 있는 플립플롭이라는 전자소자를 이용하여 제어시스템을 구성하는데 필수적인 각종 Interface회로(연산회로/계수회로/복호기/부호기/멀티플렉스등)를 구성하고 동작원리를 강의한다. 또한 이와같은 회로를 하나의 집적화된 chip(GAL/PAL /EPLD소자등)에 구현하는데 필요한 기술도 습득한다
• 2-2 기구학 MTB374 전공선택
  기구와 기계의 기본개념, 기계의 운동, 기구의 속도 및 가속도 해석, 캠, 기어, 구동 트레인 등의 해석과 설계에 대하여 학습하고, 복소수법은 물 론 해석적 벡터방법 및 컴퓨터를 이용한 해석법도 익힘으로써, 물체의 운동역학에 기반한 기계설계 능력을 배양한다.
• 2-2 공업통계학및실습 BSM461 전공기초
  공학도들에게 필요한 기술적(descriptive) 기법과 각종 확률 이론을 바탕으로 추정, 검정의 추론통계학의 기본을 공학 적용에 집중하여 교육한다. 또한 이러한 내용을 중심으로 통계분석 패키지를 활용하여 실활용능력을 익히도록 한다.
• 3-1 기계제어공학I MEC451 전공필수
  본 교과목에서는 공학적시스템의 제어를 위한 기본적인 수학적 도구와 시스템 입,출력 신호간의 모델링 방법을 배우고 이를 기반으로 귀환제어 를 비롯한 기본 제어동작들의 특성과 응용법 및 그와같이 구성된 제어시스템의 과도상태 응답을 근궤적 해석방법을 통해 습득한다
• 3-1 유체역학 MTD844 전공필수
  복잡하고 난해한 유동 현상에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하고, 유체의 다양한 유동현상들의 해석과 설계에 적용한다. 이를 통하여 유체역학 의 기초원리를 이해하고 실제문제에 응용하기 위한 능력을 배양한다.
• 3-1 마이크로프로세서및실습1 MTB428 전공선택
  제어시스템의 가장 간단한 형태인 8-bit 마이크로프로세서를 기반으로 센서 및 액츄에이터 제어에 대하여 학습하고, 이를 메카트로닉스 기계 시 스템의 구현에 적용한다.
• 3-1 유공압제어및설계 MCA371 전공선택
  펌프, 밸브, 액츄에이터, 보조기기 등의 유공압요소의 작동원리와 특성을 소개하고, 유공압의 기본회로에 대하여 공부한다. 유공압 시스템의 해석 과 설계를 위하여 질량 및 에너지 보존의 법칙을 작동유의 유동에 적용하며, 관로에서의 압력손실에 대하여 배운다. 관련 실험을 병행하여 유공 압 시스템 설계에 대한 능력을 배양한다. 특히 AMESim과 Easy-5 등의 유공압시스템 설계용 소프트웨어를 이용하여 유공압시스템의 동특성에 대해 학습한다.
• 3-1 응용역학및실험 MTC715 전공선택
  정역학, 동역학 및 재료역학 수업에서 학습한 내용을 실험을 통하여 실질적 관점에서 재해석하도록 유도하고, 다양한 측정방법과 측정데이터 처 리기술 및 관련 계측기 사용능력을 배양한다.
• 3-1 전자회로응용및실습 MCA382 전공선택
  반도체 물질로 형성된 작은 단일 칩 위에 많은 트랜지스터, 다이오드, 저항, 커패시터를 만들고, 기능성 회로를 형성하기 위해 단일 케이스로 패 키지된 선형집적회로 중에서 가장 다목적이고 가장 광범위하게 사용되고 있는 연산증폭기의 특성과 동작, 원리 등에 대하여 강의하고, 다양한 응 용분야에서 사용되고 있는 실용적인 회로의 동작원리를 파악하고 실험을 통해서 실무 경험을 쌓을 수 있도록 한다.
• 3-1 기계요소설계 MTB419 전공선택
  기계 시스템의 주요 구성요소들인 나사, 축, 베어링, 기어 등의 다양한 기계요소들의 용도와 종류에 대하여 체계적으로 학습하고, 관련 설계 이 론 및 역학적 표현 등을 이해하여 최적화된 기계 시스템의 설계에 활용할 수 있는 능력을 배양한다.
• 3-1 (공)제조인공지능 MTC630 학부공통선택
  본 교과목에서는 개발된 딥러닝 알고리즘을 실시간 추론에 활용하기 위한 기법들을 학습한다. 인공신경망, 합성곱 신경망과 같은 신경망 이론을 이용해 분류, 검출을 하는 기법들을 학습하고 학습된 모델을 비교하는 성능 평가 방법에 대해 학습한다. 학습된 모델을 안드로이드 태블릿에 탑 재하고 안드로이드 태블릿의 센서를 이용해 실시간 추론을 하는 방법에 대해 학습한다.
• 3-1 (공)로봇기구설계및해석 MTC620 학부공통선택
  로봇의 기계적 핵심부품을 선정, 적용하는 방법을 학습한다. 재료역학과 동역학적 근거를 바탕으로 기계 부품을 설계하고 CAE (Computer-Aided Engineering) 해석을 사용하여 설계 결과물을 검증한다. 이를 바탕으로, 3 자유도 로봇을 제작하여 다양한 형상의 물건을 옮 기는 기말과제를 수행한다.
• 3-1 공학설계I(캡스톤디자인) MTC743 학부공통필수
  전공 교과목들로부터 습득한 지식과 기술을 바탕으로, 지도교수와 상의하여 연구과제를 선정한다. 관련 법률 검토, 환경 검토, 제품 인허가 파악 및 안전대책 수립 등의 규정에 대한 문헌 및 자료조사를 통하여, 실제적이고 체계적인 공학설계 능력을 배양한다.
• 3-2 기계제어공학II MCA400 전공선택
  기계제어공학 I에서는 근궤적선도와 같은 시간영역기반의 제어시스템 해석 및 설계방법을 공부하였다. 기계제어공학 II에서는 또 다른 방법으로 주파수 영역방법으로 제어이론을 접근한다. 주파수 영역 해석방법으로 보드선도, Nyquist 선도를 배운다. 이들 방법으로 부터 제어시스템의 이득 여유, 위상여유등의 주파수 응답에서의 사양을 정의하고, 주어진 사양을 만족시키는 제어시스템을 주파수응답법으로 설계하는 방법을 배운다.
• 3-2 계측공학및실험 MCA700 전공선택
  공학실험 및 산업현장 응용 시 필요한 다양한 물리량의 측정 원리와 방법에 대해 배운다. 계측시스템의 정적 및 동적 특성 해석방법, 신뢰할 수 있는 데이터의 획득 및 해석방법, 계측의 기본이 되는 각종 센서의 작동원리, 변환기, 증폭기, 필터, 데이터 획득 및 컴퓨터 인터페이스 등에 대 한 지식을 습득하고 실제 측정을 수행함으로써 계측에 기본적으로 사용되는 공통장비에 대한 사용법과 컴퓨터 응용 계측시스템을 위한 전기·전 자 및 컴퓨터에 대한 기초 지식을 익힌다. 이를 통하여 아날로그 신호처리능력을 갖도록 한다. 실험을 위한 프로그램은 랩뷰를 사용한다.
• 3-2 마이크로프로세서및실습2 MCA361 전공선택
  AVR ATmega128 마이크로컨트롤러의 하드웨어 구성과 소프트웨어 구성요소를 분석하고 그 응용을 공부한다. 응용분야로 신호생성, 신호측정, 스텝모터, RC서보모터, DC모터 구동을 하는 프로그램을 작성하여 시스템의 작동을 익힌다.
• 3-2 제어시스템설계및실험 MCA621 전공선택
  본 교과목에서는 MATLAB과 Simulink를 활용한 제어시스템 설계를 학습한다. 구체적으로 MATLAB을 활용한 동역학적 모델링을 실습 후, 근궤적, Bode 선도, Nyquist 선도, PID 제어시스템 설계 등을 학습한다. MATLAB을 활용한 시스템 해석을 수행함에 있어, 코딩 기반이 아닌 GUI 기반의 Simulink를 사용한다. 몇몇 사례연구 역시 다룬다.
• 3-2 기계진동학 MTB433 전공선택
  기계시스템에서 발생하는 진동을 분석할 수 있도록 기본 진동이론을 교육시킨다. 1자유계도 진동이론부터 2자유계도 진동이론까지 진동이론을 다루고, 다자유도계 진동이론과 현장진동응용기술은 후반부 세미나를 통하여 보완 학습시킨다. 특히 주파수응답함수 등의 시스템의 동적 응답 개 념을 이해시켜, 추후 기계제어 관련과목에서 활용할 수 있도록 연계시킨다. 최종적으로는 산업현장에서 많이 활용되는 방진설계를 실제적 적용할 수 있는 설계능력을 함양시키고자 한다. 교육방법에서는 기본 진동이론 강의와 함께 동영상 소개, 진동사례 세미나 등의 다양한 교육방법을 활용 하고자 한다.
• 3-2 (공)반도체장비공학 MTS100 전공선택
  반도체 제조공정에서 활용되는 다양한 장비들의 구성과 동작원리에 대하여 학습한다. 증착과 건식식각장비에서의 공통적인 요소인 진공과 플 라즈마에 대해서도 역시 교육한다.
• 3-2 공학설계II(캡스톤디자인) MTC753 학부공통필수
  공학설계I에서 계획한 과제에 의거하여, 참고자료 및 연구방법에 따라 실험을 수행한다. 실험결과의 분석 및 고찰 등 실험능력과 해석방법을 배 양하여 연구 및 설계능력을 함양한다
• 3-2 HRD현장실습 CCT015 학부공통필수
  산업체 또는 교육기관 등에 실제 파견되어, 메카트로닉스공학부에서 그간 배양한 전공능력을 바탕으로 현장경험 및 현장기술을 습득한다. 이로부 터 산업체의 동향을 직·간접적으로 파악하고, 취업 준비에도 활용한다.
• 4-1 센서및액추에이터실험 MCA657 전공선택
  기계제어 또는 공장자동화를 위한 관점에서 센서 및 액츄에이터의 동작원리와 사용법 등을 교육한다. 각종 물리량센서의 특성에 대한 이론 교육 과 함께 기존 센서들을 평가하는 실험을 한다. 그리고 스트레인게이지를 이용하여 실제 센서를 제작함으로써 센서개발 기술도 배양한다. 모터를 비롯한 여러 종류 액츄에이터에 대한 이론 교육과 함께 액츄에이터 사용법과 평가기술을 익힌다.
• 4-1 메카니즘설계및실습 MCA640 전공선택
  기구의 설계과정에 대하여 학습하는 교과목으로서 자동화 기기에 많이 사용되는 링크기구의 설계를 주로 다룬다. 링크기구는 위치발생기, 함수 발생기, 경로발생기의 역할로 많이 이용되는데 컴퓨터를 이용하여 설계하는 방법에 대하여 학습한다. 좌표변환 행렬에 대한 이론적 학습을 통하 여 기구의 해석방법을 익히며 이를 실제 프로그램에 적용하는 방법에 대하여 학습한다.
• 4-1 실시간제어및실험 MCA721 전공선택
  주어진 시간 내에 제어가 이루어지는 것을 실시간제어라 한다. 실시간제어를 위해서는 제어 로직을 최적화하여 제어컴퓨터에 구현하여야 한다. 이 과목에서는 실시간제어 대상으로 멀티콥터를 선택하였고 제어로직을 구현하는 제어컴퓨터는 ATmega2560을 사용한다. 주요 내용은 (1) 미분 방정식의 이산화를 통한 실시간 디지털 제어기 구현 (2) 가속도계와 자이로를 사용하여 멀티콥터의 자세를 계산하는 Attitude Heading Reference System(AHRS)의 로직 유도 (3) 멀티콥터 자세 제어기 설계 및 구현 (4) 비행을 통한 제어기 튜닝으로 이루어진다.
• 4-1 6시그마및품질관리 MTE802 전공선택
  생산품 품질현황 파악 및 개선을 위한 체계적인 방법론인 6시그마 기법을 학습함으로써, 문제정의(Define), 측정(Measure), 분석(Analyze), 디자 인/개선(Design/Improve), 확인/관리(Verify/Control)단계로 이루어진 품질관리 능력을 배양한다.
• 4-1 산업체 취·창업특강 MCA950 전공선택
  산업체 전문가, 진로·취업 전문가 및 창업자 등을 초청하여 특강 형태로 진행한다. 이로부터 산업현장에 대한 이해도를 높이고, 최신 기술동향에 대한 정보를 제공하여, 학생들이 진로 및 취업에 대비할 수 있도록 한다.
• 4-1 졸업설계I(캡스톤디자인) MTC905 학부공통필수
  공학설계 I과 II에서 수행한 연구과제를 심화하여 연구 및 설계의 완성도를 높인다. 연구수행 및 교육능력, 설계능력의 함양에 중점을 둔다.
• 4-2 진동해석및실험 MCA681 전공선택
  본 교과목에서는 진동의 개념과 방진이론을 이해하고 실험을 통해 방진 효과를 측정한다. 특히 능동제어를 이용한 진동제어 알고리즘과 방진 효 과에 대해 학습한다.
• 4-2 로봇공학및실습 MCA670 전공선택
  로봇은 시장수요의 변동과 모델변화에 대하여 쉽게 적응할 수 있을 뿐 아니라 생산성의 향상, 품질향상, 노동력의 절감 등 장점도 지니고 있어 공장자동화의 주역으로 각광받고 있다. 본 교과목에서는 로봇의 기구학적 해석과 동역학적 해석을 수행하며 이를 이용한 경로계획 방법 등 에 대하여 학습하고 로봇 프로그래밍 언어를 이용하여 실제 구동함으로써 현장에서의 적응능력을 배양한다.
• 4-2 스마트팩토리공정제어 MTC719 전공선택
  4차산업혁명의 주요 주제인 스마트 팩토리는 다양한 기술이 요구된다. 본 교과목은 메카트로닉스공학 범위에서 자동화 공정 장비의 주요 기술은 2축 서보모터의 제어 방법을 Windows PC기반에서 구현하는 방법을 학습한다. 이를 위하여 C#에 대한 기초 문법과 하드웨어 제어 프로그래밍 방법을 익힌 후 실습장비를 통하여 제어 프로그램을 작성하는 기법을 학습하며 TCP/IP 네트워크를 구현하여 원격 데이터 전송과 제어 시스템을 구축하는 기법을 학습한다.
• 4-2 영상처리 MTD431 학부공통선택
  최근 인공지능 및 딥러닝의 대표적인 응용분야로 영상처리가 대두되고 있다. 본 교과목에서는 에지 검출, 영상변환 등의 고전적인 영상처리 기술 뿐만 아니라, 움직임 추적, 3차원 구조 복원 등의 최신 컴퓨터 비전 기술을 강의한다. 관련 수학을 통한 영상처리 이론을 학습함과 더불어, 이에 대한 실습도 병행한다.
• 4-2 (공)반도체패키징 MTS120 학부공통선택
  반도체 8대 공정 중 하나인 패키징 공정을 본 교과목에서 학습한다. 특히, 마이크로시스템 패키징 기본공정과 패키징 신뢰성 디자인 접근법을 중점적으로 학습한다.
• 4-2 졸업설계II(캡스톤디자인) MTC906 학부공통필수
  전공 교과과정을 통해 습득한 지식과 기술, 이론과 실습을 종합적으로 적용하고, 공학설계I과 II 및 졸업설계I의 연구와 결과들을 총체적으로 집 약하여, 최종 졸업작품을 설계 및 제작한다. 이로부터 해당 작품의 공학적 및 상업적으로서의 가치를 평가받는다.