授業の目的

生体を対象とした計測・制御と情報処理の技術の基礎を理解するために、ラプラス変換と伝達関数について理解する。また、フィードバック制御系の過渡応答と周波数応答について学び、さらに状態方程式を用いてシステムの内部状態を考慮する現代制御論について学ぶ。現代制御の状態方程式と古典制御の伝達関数の違いを理解するために、可制御性・可観測性の概念を理解する。

教育内容・教育方法・フィードバック

【教育内容】
この講義では、フーリエ変換、ラプラス変換、古典制御論、現代制御論を中心に学習する。いずれも、将来、応用の必要がおきたときに十分に対応できるような数学的な基礎を身につけることに重点をおくが、医療工学の分野であらわれる実際の問題についても演習を交えて学習する。

【教育方法】
パワーポイントを使用した講義を行う。講義中に例題を示し、その例題に基づいた演習課題をまずは自力で解答し、その後模範解答を示し、内容について解説する。本講義では自力で問題を解くことを目標とする。そのため演習が主題であり、講義は演習のために必要な知識を習得することを目的とする。

授業内容

授業内容欄外

◆実務経験の授業への活用方法◆
研究所での経験を踏まえ、実際の工場で測定されるデータのばらつき等をどう評価するかを概説する。

到達目標

1. フーリエ級数の各種の性質を説明し、様々な周期関数をフーリエ級数展開できる。
2. 離散フーリエ変換の手順を説明し、実際に計算を行うことができる。
3. ラプラス変換の概念を説明し、ラプラス変換の計算を行うことができる。
4. 伝達関数について説明し、フィードバック制御系の基礎を理解することができる。
5. フィードバック制御系の過渡応答を計算することができる。
6. フィードバック制御系の周波数応答を計算することができる。
7. フィードバック制御系の安定性について説明することができる。
8. 伝達関数と状態方程式の違いについて説明することができる。
9. 可制御性・可観測性について説明することができる。

評価基準

定期試験(100%)により評価する。

準備学習等(予習・復習)

【授業時間外に必要な学習時間：30時間】
予習
学習内容の理解を深めるために教科書をあらかじめ読んでおくこと。

復習
講義中に配布した資料を用いて、自分でも計算過程を確認しておくこと。

教材

備考・その他

科目ナンバリングコード： CE202-SF10