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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 ロボティクス学科
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
信号処理
Signal Processing
2 E231-01 2024年度
4期(後学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.ディジタル信号処理 2.たたみ込み 3.z変換 4.フーリエ解析 本科目は,ロボットに搭載される各種センサなどから得られる信号を処理,解析するために 必要な手法について学習する.具体的にはディジタル信号処理を理解するために必要な,ア ナログ信号とディジタル信号の違い,z変換,サンプリング定理,フーリエ解析等を学び, 得られる信号から所望の情報を取り出す手法を習得する.
授業の概要および学習上の助言
本講義では,教科書における以下の範囲に対応するアナログ信号とディジタル信号の違い,信号のサンプリング,たたみ込み ,フーリエ解析等,信号やシステムの特性について,時間・周波数領域における評価・解析のための手法をディジタル信号処 理を中心に学習する.  第1章 ディジタル信号処理とは  第2章 信号処理システム  第3章 z変換とシステムの伝達関数  第4章 信号の周波数解析とサンプリング定理  第5章 高速フーリエ変換と窓関数
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:ディジタル信号処理[オーム社] 参考書:ディジタル信号処理(上)[コロナ社]、ディジタル信号処理(下)[コロナ社] リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
複素数等の基礎的な数学,及び(連続時間における)伝達関数,周波数応答について学習した制御工学の内容を復習しておく ことが望ましい.
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
K サンプリングによって得られる種々の離散時間信号を数式を用いて表現できる.
K 離散時間信号のたたみ込みの計算,連続時間・離散時間及び周期的・非周期的な信号に対するフーリエ解析を説明できる.
K 信号や線形システムの周波数特性を求め,その特徴について説明できる.
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 30 30 0 0 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 30 30 0 0 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 10 10 10 0 0 0 0 30
思考・推論・創造する力 30 10 20 0 0 0 0 60
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 0 0 0 0 0 0 0 0
学習に取組む姿勢・意欲 0 10 0 0 0 0 0 10
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 学習した知識及びそれを応用する力を総合的に試験で評価する.中間,及び学期末に試験を実施する.
クイズ
小テスト
学習した知識及びそれを応用する力を小テストにより確認する.講義の進行に合わせて随時,実施する. なお,小テストの解答状況等,学習に取り組む姿勢もあわせて評価する.
レポート 各行動目標に関する課題に対する演習,レポートの作成を通じて,学習目標に掲げる内容の理解を深める ことを目的とする.演習,レポート課題の提出によって評価する.
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
当該科目の概念が把握でき,信号のたたみ込み,z変換,フー リエ解析等,関連する演算が正確にできる. 当該科目の概念が概ね把握でき,離散時間信号の表現,フーリ エ解析等を理解し,関連する演算を実行できる.
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分※
1 信号処理,ディジタル信号に関する基本概念,信号の 表現法について学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.1-12の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習.離散時間信号の正規化表現 に注意する. 90 90
2 信号処理システムと信号例,線形時不変システムにつ いて学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.13-22の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習. 90 90
3 システムの表現,たたみ込みについて学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.23-31の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習.たたみ込みの計算に注意す る. 90 90
4 システムの安定性,因果性について学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.32-36の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習.システムの安定性とインパ ルス応答の関係を理解する. 90 90
5 z変換,システムの伝達関数について学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.37-47の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習.z変換の計算に注意する. 90 90
6 逆z変換とシステムの安定性について学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.48-51の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習.伝達関数の極とシステムの 安定性の関係に注意する. 90 90
7 システムの周波数特性について学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.52-64の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習. 90 90
8 (前回までを範囲とする)中間試験の実施とこれまで の学習内容の振り返り. 講義・演習(試験含む) 予習:上記,各週の内容を整理し ,用語の理解や具体的な計算がで きるように十分に復習を行ってお くこと. 180
9 周波数解析,周期信号のフーリエ解析について学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.65-74の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習. 90 90
10 離散時間フーリ級数について学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.75-80の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習. 90 90
11 非周期信号のフーリエ解析,離散時間フーリエ変換, サンプリング定理について学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.80-94の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習. 90 90
12 離散フーリエ変換について学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.95-99の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習.離散時間フーリエ変換と離 散フーリエ変換の関係に注意する . 90 90
13 高速フーリエ変換等について学習. 講義(質疑含む)・演習 予習:pp.99-109の範囲の予習. 復習:当該週の学習内容について 復習. 90 90
14 (中間試験以降を範囲とする)学期末試験の実施と学 習内容の振り返り 講義・演習(試験含む) 予習:後半の各週の内容を整理し ,フーリエ解析に関する用語の理 解や具体的な計算ができるように 十分に復習を行っておくこと. 180
15 これまでの学習内容を振り返る総合的な演習等を行う 講義(質疑含む)・総合演習 復習:演習において理解が不足す ると思われる点を把握し,重点的 に復習する. 270