システム工学

科目ナンバリング
1110321645

担当者
牧野 正三

 
常勤
教員研究室
1424
DP
2
配当年次
3年次・前期
授業形式
講義
授業時間
30時間
単位
選択 2単位


アクティブ・ラーニング

□協定等に基づく外部機関と連携した課題解決型授業 □ディスカッション・ディベート
 □グループワーク □プレゼンテーション □実習・フィールドワーク ☑該当なし

【授業内容】

臨床工学に必要なシステム理論、信号理論、制御理論の基礎について学ぶ。特にインパルス応答と伝達関数やスペクトル、雑音、相関関数などについて学ぶ。ME(医用工学)機器に応用されている一次遅れ系、二次遅れ系などについては、実際のME機器の原理に触れながら学ぶ。


【学習の到達目標】

将来的に扱う生命維持管理装置の構成と機能について関連付けて理解できる。臨床現場で使用される医用システムの基本を理解し、その挙動を予測することで問題解決の基本的方向性を見つけることができる。


【成績評価方法】

レポート40%、授業態度10% 、定期試験50%

【課題等のフィードバック方法】

毎回課題を与え、採点後返却する。理解が不十分な場合は解答を行う。


【履修上の注意・予習・復習について】

予習・復習は必ず行うこと。遅刻はレポートの点数を減点する。講義中の飲食、携帯、私語、中座は禁止。原則遅刻は受講を禁止する。著しく講義進行の妨げになる行為を行った場合は退室を命じたり、以後の受講を認めないことがある。


【受講して得られる効果・メリット、その他】

様々な医用システムを構築する機器の設計・評価と、制御に必要な基礎理論と応用の実際を学ぶ。これによって医用機器の動作原理等を理解する。

授業計画

担当教員学習内容学習課題・必要な学習時間/予習・学習時間時間(分)
1牧野 正三システムとは何かシステムと名付けられたものの共通性を予習し、共通性はどのように分類できるかを復習する。240
2牧野 正三システム工学の基本的な考え方システムの構成、動作等の共通性を予習し、実際にどのような項目に分けられるかを復習する。240
3牧野 正三システムの設計システムの設計にあたって重要な要素を予習し、具体的な設計法を復習する。240
4牧野 正三システムの評価システム評価の基準について予習し、具体的な評価方法を復習する。240
5牧野 正三システムの信頼度システムの信頼度の基準について予習し、具体的な信頼度評価方法について復習する。240
6牧野 正三故障の解析故障はなぜ起こるかを予習し、具体的な故障解析法について復習する。240
7牧野 正三生体システム人間の生体システムについて予習し、本講義との関係を復習する。240
8牧野 正三制御の方法Ⅰ(シーケンス制御、フィードバック制御)システムの制御の種類を予習し、シーケンス制御やフィードバック制御について復習する。240
9牧野 正三制御の方法Ⅱ(フィードフォワード制御、プロセス制御ほか)システムの制御の種類を予習し、フィードフォワード制御やプロセス制御について復習する。240
10牧野 正三制御における関数Ⅰ(時間関数、ラプラス変換)システムの時間的流れを表すにはどうすればよいかを予習し、時間関数やラプラス変換について復習する。240
11牧野 正三制御系の記述(伝達関数、周波数応答と過渡応答)周波数について予習し、
時間の流れを伝達関数や周波数応答、過度応答で表す方法を復習する。
240
12牧野 正三ブロック線図システムを体系的に表す方法を予習し、ブロック線図を用いたシステム記述法を復習する。240
13牧野 正三一次系(一次遅れ系)について一次遅れ系とは何かを予習し、復習で一次遅れ系を具体的に理解する。240
14牧野 正三二次遅れ系の応答と周波数特性二次遅れ系とは何かを予習し、復習で二次遅れ系と応答について具体的に理解する。240
15牧野 正三周波数応答による解析(ナイキスト線図、ボーデ線図)と安定
性・不安定性
周波数応答とは何かを予習し、ナイキスト線図やボーデ線図、安定性について復習する。240
教科書
臨床工学講座「医用システム・制御工学」監修一般社団法人日本臨床工学技士教育施設協議会/著 嶋津 秀昭、堀内 邦雄/医歯薬出版株式会社
参考書
プリントを配布
備考
システム工学は、機械系、電気系等の工学系領域を統合した横の学問で、話が抽象的=数学的になるため、練習問題を自ら積極的に行うことを推奨する