Web Syllabus(講義概要)
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システム工学実習Laboratory in Systems Engineering
科目責任者 吉田 和弘
担当者 吉田 和弘※, 氏平 政伸※, 酒井 利奈
科目概要 2年 (1単位・必修) [医療工学科 臨床工学専攻]

授業の目的

 現在臨床応用されている高度な医療機器の多くは制御機能が組み込まれている。そのため、医療機器の開発のみならず適切に使用するためにも制御について理解する必要がある。本授業は、講義だけでは理解が困難とされる機器の制御について実習を通して体験的に理解を深める。
この科目は学位授与方針(ディプロマ・ポリシー)の①②③に関連する。

教育内容・教育方法・フィードバック

【教育内容】
 代表的な制御機器のいくつかに触れ、温度、電気信号、変位などの制御を実際に行う。それにより、自動制御のしくみや基礎理論に対する理解を深める。

【教育方法】
授業形態:実習・実技
3名前後の単位で班を構成し、班員が協調して各種制御装置を構築する体験的実習を行う。複数の班ごとに別々のテーマをローテーションして実習を行う。

【フィードバック】
各自提出されたレポートに対して講評を記載して返却する。返却時期は後期初旬予定。

授業内容

項目 授業内容 担当者 日時
第1 ガイダンス 実習の進め方とレポートの作成および提出方法など、注意事項を説明する。 吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
5/12③
第2~6回 フィードバック制御とサーボ系の過渡応答 グラフィカルなシミュレーションツールを用い、制御理論の基本的考え方を体験的に学習する。 吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
5/12④⑤
5/19③④⑤
第7~12回 温度の制御 プロセス制御の実際例として、恒温水槽の温度制御を行う。AD、DA変換を行う。 吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
5/26③④⑤
6/2③④⑤
第13~18回 フィードフォワード制御による自動停止ロボットの制御 フィードフォワード制御による自動停止システムを構築し、その特徴について学習する。 吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
6/9③④⑤
6/16③④⑤
第19~24回 フィードバック制御による自動停止ロボットの制御 フィードバック制御の代表的手法であるON/OFF制御及び比例制御による自動停止システムを構築し、その特徴について学習する。 吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
6/23③④⑤
6/30③④⑤
第25~30回 まとめ 機械の制御に関する総括を行う。 吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
7/7③④⑤
7/14③④⑤
第1
項目
ガイダンス
授業内容
実習の進め方とレポートの作成および提出方法など、注意事項を説明する。
担当者
吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
日時
5/12③
第2~6回
項目
フィードバック制御とサーボ系の過渡応答
授業内容
グラフィカルなシミュレーションツールを用い、制御理論の基本的考え方を体験的に学習する。
担当者
吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
日時
5/12④⑤
5/19③④⑤
第7~12回
項目
温度の制御
授業内容
プロセス制御の実際例として、恒温水槽の温度制御を行う。AD、DA変換を行う。
担当者
吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
日時
5/26③④⑤
6/2③④⑤
第13~18回
項目
フィードフォワード制御による自動停止ロボットの制御
授業内容
フィードフォワード制御による自動停止システムを構築し、その特徴について学習する。
担当者
吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
日時
6/9③④⑤
6/16③④⑤
第19~24回
項目
フィードバック制御による自動停止ロボットの制御
授業内容
フィードバック制御の代表的手法であるON/OFF制御及び比例制御による自動停止システムを構築し、その特徴について学習する。
担当者
吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
日時
6/23③④⑤
6/30③④⑤
第25~30回
項目
まとめ
授業内容
機械の制御に関する総括を行う。
担当者
吉田 和弘
氏平 政伸
酒井 利奈
日時
7/7③④⑤
7/14③④⑤

授業内容欄外

※第2~24回の内容に対して班ごとに別々のテーマを並行して実習する。日程の詳細は別途実習書で指示する。
 必ず実習ノートを用意し、実習で得られた結果等はテキストの余白に書き込まずノートを活用する癖をつけること。

◆実務経験の授業への活用方法◆
企業での機器開発経験を踏まえ、制御工学の応用例について解説し、病院や企業で実務上必要とされる課題解決能力やチーム力を身につけるための(チームビルティング)指導を行う。

到達目標

1)制御機器の基本構造と動作原理を具体的に説明できる。
2)結果から原因を推察できる。
3)論理的に行動を分解して考えることができる。
4)班員と協調して課題を遂行できる。
5)適切な記載マナーを遵守したレポートを記載できる。
6)他者へ自分たちの考えを表現することができる。

評価基準

1)実習当日点(予習テスト、手順の理解度、取り組む姿勢、実習ノートの活用状況:40%)
2)実習後提出のレポート(60%)※レポートの提出が無い場合は1)の当日点も付与しない。
3)全てのレポート提出を必須とする。

準備学習等(予習・復習)

1)1年次における実習で説明されたレポートの書き方を復習しておくこと。
2)2年前期システム工学で習っている講義内容を理解しておくこと。
上記復習内容はガイダンス時および各章実習冒頭に含まれる。
【授業時間外に必要な学習時間: ‐ 時間】

教材

種別 書名 著者・編者 発行所
教科書 システム工学実習 北里大学医療衛生学部医療工学科編 北里大学医療衛生学部
参考書 自動制御理論 樋口龍雄 森北出版
参考書 臨床工学講座 医用システム・制御工学 嶋津秀昭・堀内邦雄 医歯薬出版株式会社
教科書
書名
システム工学実習
著者・編者
北里大学医療衛生学部医療工学科編
発行所
北里大学医療衛生学部
参考書
書名
自動制御理論
著者・編者
樋口龍雄
発行所
森北出版
参考書
書名
臨床工学講座 医用システム・制御工学
著者・編者
嶋津秀昭・堀内邦雄
発行所
医歯薬出版株式会社

備考・その他

科目ナンバリングコード: CE204-SS12