改訂 実習で学ぶ モデルベース開発
改訂
「モデル」を共通言語とするV字開発プロセス
編著：山本 透
他著：脇谷 伸
他著：原田 靖裕
内容紹介
製品設計にシミュレーションモデルを用いるモデルベース開発（MBD）について，MATLABを用いて体験的に学習できる良書の改訂版。HILシミュレータなどもWebで提供し，今回の改訂ではスマートMBDについても紹介した。
【各章について】
本書は，おもに1章～3章の準備にあたる部分と，MBDの醍醐味となる4章～6章から構成され，さらに新しく7章ではMBDの今後について概観している。
1章『モデルベース開発（MBD）』では，「MBDとは何か？」について，MBDによる開発エピソードを交えながら，わかりやすくまとめている。
2章『MATLAB/Simulinkによるモデル構築』では，モデリング，シミュレーション，検証などモデルベース開発に必要不可欠となる開発ツールの操作方法を中心に解説している。
3章『物理モデリングと解析の基礎』では，「モデルとは何か？」に始まり，微分方程式による物理モデリングについて，上述の開発ツールを用いた実習を通して詳述している。
4章『MILS』では，「DCモータの制御システム」を題材として，MILS（Model–In–the–Loop Simulation）の手順をわかりやすくまとめている。
5章『HILS』では，HILS（Hardware–In–the–Loop Simulation）について解説している。
6章『MBC』では，モデルと実システムとをつなぐキャリブレーションとしてMBC（Model–Based Calibration）の概略を紹介している。
7章『モデルとデータのインタプレイによるスマートMBD』では，「モデル」と「データ」のインタプレイ（相互作用）に基づく新しいデジタルものづくり開発プラットフォームの必要性を述べるとともに，その開発プラットフォームの一例として，編者らが広島大学デジタルものづくり教育研究センター「データ駆動型スマートシステムプロジェクト」において考察を重ねてきた「スマートMBD」を紹介している。
目次
1. モデルベース開発（MBD）
1.1 自動車業界におけるMBD
1.1.1 高度な開発を支えるMBD
1.1.2 過去のMBDの総括
1.1.3 MBDによるあらゆる産業の開発変革への取組み
1.1.4 将来のMBD
1.2 大学におけるMBDの教育
1.2.1 モデルを使ったものづくり
1.2.2 これからの工学教育
2. MATLAB/Simulinkによるモデル構築
2.1 MATLAB/Simulinkの準備
2.2 まずは動かしてみよう
2.2.1 フォルダの作成
2.2.2 Simulinkの起動
2.2.3 ブロックの配置・結合とシミュレーション
2.2.4 Scopeブロックの入力数を増やそう
2.2.5 mファイルと連携しよう
2.2.6 MATLAB/Simulinkの実行の流れ
2.3 こんなときは？--MATLAB/Simulinkの機能を理解しよう--
2.3.1 予約語（MATLAB）
2.3.2 Scope画面のスタイル設定の変更（Simulink）
2.3.3 Scope画面のコンフィギュレーションプロパティの変更（Simulink）
2.3.4 可変・固定ステップサイズの選択（Simulink）
2.4 Stateflowの基礎
2.4.1 Stateflow
2.4.2 チャートの読み方
2.4.3 チャートの動作実験
章末問題
3. 物理モデリングと解析の基礎
3.1 モデリングの基礎
3.1.1 モデルとモデル化誤差
3.1.2 ホワイトボックスモデリングとブラックボックスモデリング
3.1.3 動的モデルと静的モデル
3.2 微分方程式と数値積分
3.2.1 微分と積分
3.2.2 システムモデリングと微分・積分操作の関係
3.3 物理モデリングに挑戦
3.3.1 液位プロセスモデル（タンクシステム）
3.3.2 RLC回路モデル（電気システム）
3.4 システムの平衡状態を考慮したモデリング
3.4.1 マス・バネ・ダンパモデル
3.4.2 熱収支モデル
3.5 ラプラス変換と伝達関数
3.5.1 ラプラス変換の定義
3.5.2 一次遅れ系
3.5.3 伝達関数とステップ応答の関係
3.5.4 二次遅れ系
3.5.5 n次遅れ+微分系
3.6 より高度なモデリングのために
3.6.1 アナロジーによるシステムの理解
3.6.2 非線形モデリングと線形化
章末問題
4. MILS
4.1 V字開発プロセス
4.2 DCモータ制御システムを用いたMILSの実習
4.2.1 DCモータ制御システム
4.2.2 要件定義
4.2.3 DCモータ制御システムの機能とブロック線図
4.2.4 設計の手順
4.3 DCモータ・ディスクモデルの要素設計（プラントモデル）
4.3.1 DCモータ・ディスクモデル
4.3.2 センサモデル（タコジェネレータ）
4.3.3 モータドライバモデルと電流センサ
4.3.4 プラントモデル結合テスト
4.4 DCモータ・ディスクモデルの要素設計（コントローラモデル）
4.4.1 A-D変換器
4.4.2 パルス発生器
4.4.3 アルゴリズムの設計
4.4.4 コントローラモデル結合テスト
4.4.5 プラントモデルとコントローラモデルの結合テスト
4.4.6 アルゴリズムの設計2（PID制御）
章末問題
5. HILS
5.1 HILSとHILシミュレータ
5.1.1 HILSの目的
5.1.2 HILシミュレータの要件
5.2 簡易HILシミュレータの構築
5.3 コントローラモデルの実装
5.4 HILSによる動作テストと制御実験
5.4.1 HILSによるECUの動作テスト
5.4.2 制御システムの製作と実験結果
章末問題
6. MBC
6.1 MBCのプロセス
6.1.1 領域探索
6.1.2 実験計画法（DOE）
6.1.3 データ採取
6.1.4 モデル化
6.1.5 最適化
6.2 今後の課題
7. モデルとデータのインタプレイによるスマートMBD
7.1 モデルとデータを相互に利用する必要性
7.2 スマートMBD
付録：Arduinoを用いたHILS環境構築
A.1 Arduino
A.2 簡易HILシミュレータ用シールド
A.3 インタフェースの仕様決定
引用・参考文献
章末問題解答
索引
ISBN：9784339046830
。出版社：コロナ社
。判型：B5
。ページ数：172ページ
。定価：2700円（本体）
。発行年月日：2023年03月
。発売日：2023年03月08日
。国際分類コード【Thema（シーマ）】 １：UY。
