Y0044900

計測制御工学

Measurement and Control Engineering

開講部

デザイン工学部

開講学科

デザイン工学科

開講学年

2年次

開講時期

後期

単位数

2

単位区分

選択

系列区分

共通専門

講義区分

講義
准教授長谷川忠大この授業の2013年度のアンケートを参照

授業の概要

 近年、コンピュータは、家電からロボット、生産システムに至るきわめて多様な分野で利用されている。ところが、ほとんどのセンサは単体ではアナログ信号を出力する。これをコンピュータでディジタル処理するにはどのようなシステムが必要かについて学ぶ。入力信号に基づいてアナログ計測制御、ディジタル計測制御を行なうための基本的な演算方法や数式をアルゴリズム化する手法、簡単なアクチュエータの駆動方法などについて学ぶ。

達成目標

1.測定データから平均値や標準偏差が計算できる
2.A/D変換、D/A変換を理解し、それぞれ変換計算ができる
3.授業計画5、6にある物理量の測定方法を理解し、測定値から計算ができる
4.伝達関数と状態方程式を理解し、相互に変換できる
5.フィードバック制御を理解し、安定なシステムにするための制御ゲインを計算できる

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.計測工学の概要:計測工学の定義とその目的、計測と測定、計測用語、有効数字有効数字、標準偏差について調べる
2.基本的な量の測定法:直接測定と間接測定、偏位法・零位法・差動法など測定法の種類について調べる
3.計測システムの基本構成:情報源、検出部、信号処理部、表示部、制御装置計測システムについて調べる
4.アナログ信号処理とデジタル信号処理:電気/電子回路、オペアンプ、積分処理と微分処理、フィルタ
サンプリングと量子化、A/D変換、D/A変換
アナログ信号とデジタル信号の違いについて調べる
5.センシング #1:ひずみ、応力等授業計画5にある量の計測について調べる
6.センシング #2:位置、速度、加速度等授業計画6にある量の計測について調べる
7.中間試験
・試験終了後、配布解答を用いて解説
授業計画1から6で実施した演習を復習
8.制御工学の概要:制御工学の定義とその目的古典制御理論と現代制御理論の違いを調べる
9.微分方程式とラプラス変換 #1:ラプラス変換の定義と基本的な公式と定理微分方程式の解法を復習
10.微分方程式とラプラス変換 #2:ヘビサイトの部分展開定理などラプラス変換について復習
11.伝達関数:伝達関数の考え方伝達関数について調べる
12.フィードバック制御系設計の基礎 #1:フィードバックの役割とコントローラの設計フィードバック制御について調べる
13.フィードバック制御系設計の基礎 #2:DCモータの速度制御などDCモータの速度制御について調べる
14.制御系の安定性と安定判別:安定性の定義、特性方程式と安定性、フルヴィッツの安定判別法特性方程式と安定性について調べる
15.期末試験
・試験終了後、配布解答を用いて解説
講義で実施した演習を復習

評価方法と基準

中間試験を30%、期末試験を70%とし、合計点の60%以上を合格とする。

教科書・参考書

参考書:計測工学(鈴木亮輔他、昭晃堂)、制御基礎理論(美多勉他、昭晃堂)

履修登録前の準備

微積分学、線形代数と履修しておくとこが望ましい

オフィスアワー、質問・相談の方法

授業後に対応する. また、E-mail:thase@shibaura-it.ac.jpにおいては随時可。

環境との関連

環境に関連しない科目

最終更新 : Sun Apr 06 08:04:16 JST 2014