| 科目コード | AN114 | ||||
| 科目名 | 計測と制御(Instrumentation and Control Engineering) | 単位数 | 2単位 | ||
| 対象学科 | 電子情報システム工学専攻 | 対象学年 | 1年 | 開講期間 | 前期 |
| 科目区分 | 専門基礎 | 必修・選択 | 選択 | 履修/学修 | 学修 |
| 授業形式 | 講義 | 授業時間数 | 30 | 実時間数 | 25 |
| 教員名（所属） | 大塚 弘文（制御情報システム工学科） | 教員室 | 5号棟5階 | ||
| 使用教科書 | プリント使用 | ||||
| 参考書 | 田所嘉昭 著「電子計測と制御」 森北出版 岩井善太，石飛光章，川崎義則 著 「制御工学」 朝倉書店 | ||||
| 科目の位置付けと関連科目 | 知的制御システム論・システム制御理論の基礎科目と位置付けられる。 | ||||
| 科目の概要 | 種々の動的なシステムの制御に際しては，制御量の計測とシステムの制御理論に基づき設計された制御装置を構成する．この講義では，様々な電子計測法について紹介するとともに，制御装置設計のための基礎理論を解説する． | ||||
| 授業方針 | １． 位置，速度，加速度，温度，湿度等の頻繁に利用される電子計測機器の原理および特性と利用 方法を習得できる． ２． 伝達関数表現に基づくフィードバック制御系の設計方法と実現技術の基礎を習得できる． | ||||
授業項目 | 時間 | 達成目標（習得すべき内容） |
| ガイダンス | ||
| 電子計測の基礎 | (1)直接測定と間接測定，(2)偏位法と零位法，(3)アナログ計測とディジタル計測などの概念的分類を理解し説明できる．また，測定に伴う誤差，測定器の確度および測定値の有効数字等の概念に関して説明できる． | |
| 各種センサ（光センサ，磁気センサ，圧力センサ，温度センサ，位置センサ他） | 物理センサの種類，動作原理を説明し，その応用例を示すことができる．具体的には，CCDイメージセンサ，ホール素子，磁気センサ，ひずみゲージなどを利用した圧力センサ，サーミスタなどの温度センサおよびIC温度センサ，差動トランス，ロータリーエンコーダ，近接スイッチ，ポテンショメータなどである． | |
| データ変換（AD‐DA変換，周波数変換） | V-Fコンバータ（電圧−周波数変換器）とその逆変換を行うF-Vコンバータ，そしてコンピュータ利用による計測に必要となるAD−DA変換の基礎原理を理解し説明できる． | |
| 制御系のモデル化 | 動的システムの挙動の計測信号を用いて制御信号を生成する制御装置の設計法の第一段階として，制御システムの数式モデルとして多用される伝達関数モデルを理解し，微分方程式から伝達関数を得ることができる．システムの線形動的要素を伝達関数を用いて表すことができる． | |
| PID制御器の設計 | 比例（P）動作を基本とし，制御器構造に微分（D）動作と積分（I）動作を付加したPID制御器の各種設計方法について理解し，例題に適用できる． | |
| 一般的な補償器の設計 | PID制御器を構造的により一般化すると動的補償器となることを解説する．また，制御系の周波数特性を補償することを志向した各種補償の概念と補償器の実現方法についても示す． |
| 評価方法及び総合評価 | 【評価方法】 定期試験等の筆記試験、レポートで評価する。 【総合評価】 試験を８０％、レポートを２０％として総合評価を行い、得点率60％以上をもって目標達成とする。 レポートの提出遅延および未提出はレポート評価を０点とする．レポートの遅延提出は受理しない． |
| 学習方法 | また、学生の自己学習支援に関する説明として，学修単位の場合の自学学習の実施計画，履修単位の自学自習支援の実施方法について具体的に記入する。（学習支援の具体的な学習内容等の指示，具体的な学習教材の種類と量，実施法，自学学習の成果の提出法など仕組みについて記入する。） |
| 学生へのメッセージ | |
| 学修単位への対応 | 学修とは自学学習を含む科目を指す。 |
| 本校教育目標との対応 | JABEE学習教育目標との対応 | ||||