Fukuyama University Repository / 福山大学学術情報リポジトリ

鍋島, 正次郎

Nabeshima, Shojiro

Japanese

Population Aging and Its Impact on Economic Growth in Uruguay

福山大学内海生物資源研究所

The Research Institute of Marine Bioresources Fukuyama University

令和５年 内海生物資源研究所活動状況 
 
１．講習会、研究会、見学会等 
2 月 14 日 広島県立尾道特別支援学校しまなみ分校（11 名） 
2 月 16 日 さくらサイエンスプログラム（13 名） 
2 月 17 日 認定こども園世羅幼稚園（32 名） 
3 月 15 日 松永東保育所（25 名） 
3 月 27 日 児童発達支援・放課後等デイサービスきらり（17 名） 
4 月 3 日 放課後等デイサービスきらりぷらす（53 名） 
5 月 2 日  広島県立尾道特別支援学校しまなみ分校（13 名） 
6 月 2 日  広島県立尾道特別支援学校しまなみ分校（8 名） 
6 月 23 日 特定非営利活動法人あいあい広場（15 名） 
7 月 14 日 福山市立御野小学校（63 名） 
7 月 22 日 オープンキャンパス（147 名） 
7 月 27 日 重井中学校（2 名） 
8 月 1 日  放課後等デイサービス夢門塾ゆうゆう（40 名） 
8 月 4 日  放課後デイサービスポコ（17 名） 
8 月 5 日  食べて美味しい！知って水産業のサポーターに！！（12 名） 
8 月 12 日 食べて美味しい！知って水産業のサポーターに！！（16 名） 
8 月 17 日 福山ふれ愛ランド（40 名） 
8 月 17 日 放課後等デイサービスハーティーラボラトリー（12 名） 
8 月 17 日 放課後等デイサービスあ～とてらこや（18 名） 
8 月 17 日 児童発達支援・放課後等デイサービスきらり（20 名） 
8 月 18 日 高大連携講座（10 名） 
8 月 18 日 放課後等デイサービスいちばん星（19 名） 
8 月 19 日 食べて美味しい！知って水産業のサポーターに！！（12 名） 
8 月 23 日～25 日 海洋生物科学科臨海実習（25 名） 
8 月 26 日 食べて美味しい！知って水産業のサポーターに！！（24 名） 
8 月 29 日 放課後等デイサービスアイリーらぼ（17 名） 
9 月 15 日 尾道市立高須小学校（134 名） 
9 月 26 日 尾道市ふるさと海辺教室（55 名） 
9 月 27 日 今治市立上浦小学校（17 名） 
10 月 5 日 福山市立福相小学校（21 名） 
10 月 6 日 福山市立思青学園（63 名） 
10 月 16 日 福山市立千田小学校（106 名） 
10 月 17 日 尾道市立江奥保育所（36 名） 
10 月 23 日 尾道市立久保小学校（43 名） 
10 月 23 日 尾道市立因島南小学校（61 名） 
10 月 23 日 広島県立尾道特別支援学校しまなみ分校（8 名） 
10 月 25 日 みゆき幼稚園（21 名） 
10 月 27 日 広島県立尾道特別支援学校しまなみ分校（8 名） 
10 月 31 日 尾道市立美木原小学校（25 名） 
11 月 7 日 大和福寿会（20 名） 
11 月 9 日 上島町立弓削小学校（22 名） 
11 月 15 日 横浜市立盲特別支援学校（20 名） 
11 月 17 日 広島工業大学（6 名） 
11 月 20 日 放課後等デイサービスあーとてらこや（10 名） 
11 月 20 日 松永ロータリークラブ（40 名） 
 
 
２．宿泊施設使用状況 
  平成 12 年：380 名 
  平成 13 年：307 名 
  平成 14 年：319 名 
  平成 15 年：307 名 
  平成 16 年：329 名 
平成 17 年：288 名 
平成 19 年：198 名 
平成 20 年：169 名 
平成 21 年：138 名 
平成 22 年：209 名 
平成 23 年：279 名 
平成 24 年：151 名 
平成 25 年：201 名 
 平成 26 年：215 名 
 平成 27 年：214 名 
 平成 28 年：232 名 
 平成 29 年：118 名 
 平成 30 年：146 名 
 平成 31 年・令和元年：182 名 
  令和 2 年：  0 名 
 令和 3 年：  0 名 
 令和 4 年： 44 名 
令和 5 年：133 名 
 
 
３．水族館入館者 
1 月     563 名 
2 月     562 名 
3 月          1,196 名 
4 月     762 名 
5 月     766 名 
6 月     767 名 
7 月     902 名 
8 月          2,724 名 
9 月     879 名 
10 月     819 名 
11 月     600 名 
12 月     411 名 
 
合計      10,951 名 
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
16,000
18,000
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0
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1
R
2
R
3
R
4
入
館
者
数
（
人
）
年度（平成・令和）
図. 水族館入館者数の推移（平成元年度～令和 4 年度） 


Activities in the Research Institute of Marine Bioresources

福山大学大学教育センター

目 次 
 
論考 
「国際平和文化創造力」を育成する NIE 学習の開発 
 ～単元「米国における日系移民の物語を追いかけて」～  .................... 小原 友行     3 
低階項を含む準線形楕円型方程式の obstacle problem の解に対する収束性 
 .......................................................................................................................... 小野 太幹    25 
Assessing the Efficacy of Technical Lexicon in Tourist Communications: 
  A Case Study on the Appropriateness of Using ‘Feral’ in Tourist Information Boards at Rabbit 
  Island  ........................................................................................................... 松本 陵磨    31 
The Potential Role of Learner Training as an Awareness-building Strategy  
  in Compulsory University English Classes  .................................. Heather Anne SUZUKI    47 
English Content in Japanese Universities:  
  Foreign student demand for EMI  ....................................................... Ian James BISSET    61 
Developing of Hangul Learning for beginners using Korean Consonant and Vowels Cards:  
  Actual Korean Classroom Activities  ............................................................... 崔 嵋汀    75 
Career Design Tree モデルを用いた大学生のキャリア観に関する比較考察 
  ................................................................................... 前田 吉広・スワンソン マーク    85 
 
研究ノート 
日本における中国語の教材と出版社に関する一考察 .................................... 劉 国彬    99 
M5Stackを用いた音の強さの計測 
  .................................................  瀬島 紀夫・地主 弘幸・足立 芳朗・筒本 和広   111 
インターンシップ学修に効果的な教材の開発と評価 
 ―前年度の課題を活用したカード型グループワーク― 
  ..................................................................................................  前田 吉広・向井 勝也  117 
Multilingual Theatre Production: Case Study in a Japanese University 
  .............................................................................................................. Cordelia DRIUSSI   129 
 
センター活動報告 
全学 SD研修 第 10回福山大学教育改革シンポジウム記録 
「大学生に求められる障害のある学生への支援―その組織的対応のあり方―」 
 ............................................................................................................................ 今井 航    153 
令和 5年度大学教育センター「授業研究」（FD研修）の記録  .....................................  161 
 第 1回授業研究  ......................................................................................... 松本 陵磨   161 
 第 2回授業研究  ............................................................................................. 村上 亮   170 
 第 3回授業研究  ............................................................................................. 劉 国彬   175 
令和 5年度共通教育について語り合う会「フクトーーク」報告書  
―教養教育科目 C群「歴史と文化」を考える― ......................................... 津田 将行   181 
令和 5年度「教養教育科目 F群（地域学）」報告書  .............................. 鶴崎 健一   191 
 「備後に学ぶ地域の課題」実施報告 ...............................................................................  193 
 「松永に学ぶ産業と文化」実施報告 ...............................................................................  199 
 


『大学教育論叢』第10号目次

鶴崎, 健一

Tsurusaki, Ken-ichi

福山大学 大学教育センター 大学教育論叢 
第 10号（2023年度） 2024年 3月発行 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
令和 5年度 
教養教育科目 F群（地域学）報告書 
「備後に学ぶ地域の課題」実施報告
「松永に学ぶ産業と文化」実施報告 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


The 2023 Report on Liberal Arts, Group F (Regional Science)

福山大学博士（工学）2023年度doctoral thesi

酒井要

9000413709944

図書館の利用に複合が及ぼす影響に関する基礎的研究

日下部, 典子

特定妊婦への支援に関わる一考察 
日下部 典子 
（心理学科） 
子どもの虐待は社会で大きな問題となっているなか，虐待の一要因として「特定妊婦」が注目されている。特定妊婦とは経済的・社
会的加えて心理的な問題を抱えている妊婦を指しており，妊娠中はもちろんであるが，出産後も母親の自殺率が高いこと，子どもへの
虐待をはじめとした課題があることが明らかになってきている。そのような中で，特定妊婦への支援は急務であるが，先行研究を概観
したところ，心理的面についてはほとんど明らかになっておらず，今後の調査が必要であることが明らかとなった。 
【キーワード  特定妊婦 抑うつ傾向 不安傾向 ソーシャル・サポート】 
【周産期における問題】 
これまで周産期女性の死亡についての調査はほとんど行われていなかったが，2015～2016年の調査の結果，妊産
婦の自殺者は102名で，周産期の死亡理由の第一位は自殺であることが明らかとなった（国立成育医療センター，
2022）。妊産婦死亡率において，産科的な身体疾患と比べて自殺による死亡数の方が多い（加茂，2017）。妊娠中の
自殺は胎児の死亡に繋がり，周産期では子どもを巻き込む事例も見受けられ，周産期の自殺予防は対応が急がれる
課題である。周産期の自殺原因には産褥精神病・産後うつ病等があげられている中，産後うつ病の出現率は10～15%
と決して低いとは言えない（森川，2021）。産後うつ病のハイリスク要因の一つに妊娠中のメンタルヘルス不良があ
る（Boyce,2003；Nolen-Hoeksema，1991）。妊婦のメンタルヘルスは胎児への影響はもちろん，出産後の子どもの心
理的問題や虐待のリスク要因でもあることから，妊婦の心理的課題への介入は重要である（兼次・仲西，2022；水
主川，2021）。また，一般的にうつ病が自殺のリスク要因であることから，妊娠中のメンタルヘルスケアは産褥期の
自殺予防にも有効であると考えられる。 
さらに，最近問題になっているのが，乳児への虐待予防の観点からの妊婦への対応の必要性である。虐待予防の
観点から，児童福祉法（2009）において特定妊婦が定義され，その支援の必要性が明らかとなっている。厚生労働
省（2016）の特定妊婦の情報提供に関わる報告書から，このような法改正の背景には子どもの虐待による死亡事例
の検証結果から，心中以外の虐待による子どもの死亡事例において，0 歳児の割合が約 4割を占めていることがあ
げられる。さらに，0 歳児の虐待の背景として，妊娠期から悩みがある事，産前産後の心身の不調，家庭環境など
の問題があると述べられている。 
【特定妊婦について】 
これまでに，支援や介入を必要とする妊婦はハイリスク妊婦と考えられてきたが，その中に「特定妊婦」が含ま
れていることが明らかとなってきた。特定妊婦は子どもの虐待防止の観点から注目されており，各自治体では，妊
婦に対して特定妊婦に当たらないかの調査も実施されている。特定妊婦とは「出産後の養育について出産前におい
て支援を行うことが特に必要と認められる妊婦」と定義されている（児童福祉法，2009）。厚労省（2016）による，
このような特定妊婦の状況例としては，下記のような項目が目安とされている（厚労省，2016）。 
・妊婦が18歳未満，あるいはパートナー20歳未満
・未婚やパートナーがいない
・母子健康手帳が未交付
・妊婦健康診査を未受診，あるいは定期的に受けていない
-25-
 ・産みたくない，あるいは育てる自信がない，妊娠について悩みがある 
 ・出産準備をしていない，育児への不安が強い 
 ・精神科の受診歴，相談歴がある 
 ・心身に障害がある（あった）が，適切な治療がされていない 
 ・被虐待歴がある 
 ・理解力，コミュニケーションに問題がある 
 ・経済的困難，妊娠・出産・育児に関する経済的不安 
 ・サポートしてくれる人がいない，社会で孤立している 
  
 しかしこれらの項目はあくまでも一例であり，共通して必ずある要因，また心身に障害，精神科受診歴等がある
と書かれているが，その詳細は明らかにされていない。 
子どもの虐待予防，あるいは子どもを連れての自殺予防の観点も含め，産後うつ病の予防，メンタルヘルスを考
えたときに，特定妊婦への介入は喫緊の課題となっている。特定妊婦への支援はその実態把握が必要であるが（水
主川，2021），上述したように，実態調査の項目は自治体ごとにばらつきがあり，また心身の不調として，不安傾向，
抑うつ症状があると考えられているが，その症状は明らかにされていない。先に述べたように，特定妊婦に当たる
妊婦は妊婦健康診査を未受診であったり，母子手帳の申請もしていなかったりする中，対象者を特定することが先
決問題となっており，適切な支援が行われるに至っていないケースが多々あると考えられる。また経済的要因につ
いては福祉面からの支援がされるが，心理的要因についての支援については，その実態が明らかになっていないた
め，適切な支援もされていない。 
 
【妊産婦のメンタルヘルス】 
 
妊産婦のメンタルヘルスの問題は，産後うつ病や出産後の抑うつ系統，育児ストレス等と関連していることが明
らかとなっている。これまでの調査結果から，妊娠中にも抑うつ傾向が高い人がいることは明らかとなっているが
（日下部，2018，2020），適切な支援方法については開発途上である。 
また，2020年からの新型コロナ感染症感染への不安から外出を控えたり，従来のような対面での妊婦教室が開講
されなかったり，妊婦同士が集まる催しの中止などは，妊婦の不安や抑うつ状態を助長したと推測され，COVID-19
以来，抑うつ傾向が高い妊婦の割合はそれまでの2-3割から，半数近くとなっている（日下部，2022）。このような
抑うつや不安の維持要因の一つとして反すうがあり（Nolen-Hoeksema,1991；高野・丹野，2010），反すうへの介入
は抑うつ状態や不安の軽減に効果があると考えられている。反すうとは「その人にとって，否定的・嫌悪的な事柄
を長い間，何度も繰り返し考え続けること（伊藤・上里，2001）」であり，過去のネガティブな状況を繰り返し考え
続けることを止められないことが問題となっている。妊産婦の抑うつや不安と反すうの関係に関する研究は少ない
が，抑うつと反すうは正の相関関係にあることが明らかとなっている（日下部，2022）。 
また，妊娠中の抑うつや不安に関わる要因としてソーシャル・サポートの低さがある（Biaggia, 2016）。抑うつ
やストレスを軽減するコーピングとしてサポート希求があるが，このサポート希求に関連する要因として被援助志
向性があり，被援助志向性が低いとサポート希求が難しく，抑うつ傾向が高い妊婦はサポートを十分得られておら
ず，被援助志向性が低いことが示されている（日下部，2019）。 
 
【特定妊婦に対する支援について】 
 
特定妊婦についての先行研究の結果を明らかにするためにCiNii Article 及びGoogle Scholarで「特定妊
婦」「不安」「抑うつ傾向」をキーワードとして検索した結果，特定妊婦に関する論文は看護や社会福祉，周産期医
-26-
学，保健医療等の学術雑誌，関連学会での発表が占めており，心理学系学術雑誌に掲載されている論文は見当たら
なかった。すなわち，特定妊婦への支援は保健医療，福祉領域で検討されており（吉岡他，2016；兼続・仲西，
2017など），厚生労働省の指示の下，各自治体が取り組んではいるが，その心理的側面に関する研究はほとんど進
んでいないと言ってよい状況である。 
 これまでの研究では，看護師が特定妊婦のるクリーニング項目として80%以上の医療施設で採用されている項目
として，精神科受診既往，精神疾患合併，障害合併，不安が強い，サポートの不足などが，心理学的支援を考える
上でも重要な項目として挙げられている（岡野・玉上，2021）。加えて，保健師が現場で特定妊婦をスクリーニン
グする項目の検討もされているが，その支援については特定妊婦の精神疾患や不安，あるいはエジンバラ産後うつ
病質問票（EPDS）で確認されているうつ病傾向に特化した有効な支援は不明である。 
特定妊婦の要因としてEPDSによる抑うつ状態，心理的不安を検討している自治体が多いことから，これらの状況
について，心理学的視点から明らかにすることは，適切な介入や支援を行う上で重要であると考えられる。たとえ
ば，抑うつ状態や不安と関わる反すうについて，特定妊婦を対象として，その関連を見ていくことは重要であろう。
また，サポートに関することにも特定妊婦が問題を抱えている状況に対して，サポートを用いないこと・社会的孤
立がソーシャル・ネットワークの問題なのか，性格的なことあるいは被援助志向性と関わっているのかを明らかに
することは，妊婦に保健師が関わるうえで有用な示唆を与えるものと思われる。 
 
【引用文献】 
 
Biaggia, A.,Conroyb, S., Pawlbyb S.,& Parianteb, C.M.(2016). Identifying the women at risk of antenatal 
anxiety and depression:A systematic review  Journal of Affective Disorders，191，62-77． 
Boyce, P. M.(2003). Risk factors for postnatal depression: a review and risk factorsin Australian 
populations  Archives of  Women’s Mental Health,6, 43-50. 
兼次 洋介・仲西 正憲（2022）．周産期支援チェックリストを用いた子ども虐待リスク予測  
 日本周産期・新生児医学会雑誌，58，472-278． 
長谷川 晃・根建 金男（2011）.抑うつ的反すうとネガティブな反すうが抑うつに及ぼす影響の比較 パーソナリ
ティ研究 19，270-273. 
伊藤 拓・上里 一郎 (2001)．ネガティブな反すう尺度の作成およびうつ状態との関連性の検討 カウンセリング
研究，34，31–42． 
加茂 登志子（2017）．妊娠とメンタルヘルスケア－周産期うつ病に関するパラダイムシフトを中心に－ 女性心身
医学，21,258. 
厚生労働省（2016）．第5回市区町村の支援業務のあり方に関する検討WG参考資料 雇用均等・児童家庭局総務課
要支援児童等（特定妊婦を含む）の情報提供に関わる保険・医療・福祉・教育等の連携の一層の推進について   
日下部 典子（2019）．妊婦の抑うつ傾向と被援助志向性 福山大学人間文化学部紀要,19,76-82． 
日下部 典子（2022）．妊産婦のメンタルヘルスに関わる要因 福山大学人間文化学部紀要，22,28-32． 
丸山 知子・吉田 安子・杉山 厚子・須藤 桃代（2001）. 妊娠期・出産後2年間の女性の心理・社会的状態に関す
る調査 第1報 妊婦の心理・社会的状態 女性心身医学会雑誌，6，93-99. 
水主川 純（2021）．特定妊婦への対応と課題 日本周産期・新生児医学会雑誌，56，607-619． 
森川 真子（2021）．妊産婦のメンタルヘルスの実態と支援の方向性 精神神経学雑誌，123，732-739. 
Nolen-Hoeksema, S. (1991). Responses to depression and their effects on the duration of depressive 
episodes. Journal of Abnormal Psychology, 100, 569–582. 
岡野 あすか・玉上麻美（2021）．参加医療施設における支援を要する妊婦のスクリーニング方法の実態 母性衛
生，61,554-563. 
-27-
吉岡 京子他（2016）．産後児童虐待の可能性の高いと保健師が判断した特定妊婦の特徴とその関連要因 日本公
衆衛生看護学会誌，5,66-74. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-28-
A Study on Support for Specified Pregnant Women with Special Needs 
 
Noriko KUSAKABE 
 
While child abuse has become a major problem in society, " pregnant women with special needs" are attracting attention 
as one of the causes of abuse. These pregnant women referred to have economic, social, and psychological problems, and 
it has become clear that there are problems such as high maternal suicide rates and child abuse not only during 
pregnancy but also after childbirth. Although support for those pregnant women is urgently needed, the psychological 
problems such as depression and anxiety had not clarified, and that future investigations were necessary. 
【Key words: pregnant women with special needs, depression, anxiety, social supports】 
 
 
-29-


A Study on Support for Specified Pregnant Women with Special Needs

三宅, 匠

47747

吉原, 和明

47748

中道, 上

47749

Hybrid-Flexible classes environment based on Classes environment comparison and Students' class-content design

木村, 純壮

47774

 
 
 
ある DC サーボモータシステムの H∞制御 
－ トルク外乱の抑制 － 
 
木村 純壮* 
 
H∞ Control for a DC Servo Motor System 
- Suppression of Torque Disturbance - 
 
Junso KIMURA* 
 
 
ABSTRACT 
 Model errors of a plant exist in many cases. Uncertain torque disturbance of mechanical 
system is one of them. It affects control property. Consequently, it is necessary to consider 
torque disturbance so as to control the plant well. It is well known that H∞ control theory is 
useful in order to design robust control system with uncertain model errors. In this paper, H∞ 
controller for a DC servo motor system will be designed reducing influence of torque 
disturbance. As a result, it will be confirmed that simulation results are satisfactory and it will 
be found that H∞ control system is effective satisfying design specifications.  
 
キーワード：DC サーボモータ，H∞制御，トルク外乱 
Keywords: DC servo motor, H∞ Control, torque disturbance 
 
 
１．はじめに 
駆動用に高性能の DCサーボモータを備えた機械シ
ステムが多数使用されている．このような DCサーボ
モータシステムの制御特性は，機械システムの性能に
影響を与えるため，非常に重要である． 
著者は，DC サーボモータシステムに対して最適レ
ギュレータによる制御[1]，積分補償型最適追従制御
[2,3]，低電力最適制御[4-6]等を検討してきた．こ
れらの制御系設計における多くの場合，大なり小なり
制御対象のモデルで表しきれない未知の要素が存在
している．トルク外乱もそのうちの一つであり，制御
性能に大きな影響を及ぼす．したがって，制御系設計
では何らかの対策を施すことが望まれる．H∞制御理
論によれば，このようなトルク外乱対策を講じること
が可能であり，有用な制御系設計理論として良く知ら
れている． 
そこで，本研究では，教育研究用 DCサーボモータ
システムを制御対象として，H∞制御理論に基づきト
ルク外乱を抑制する H∞制御を適用する．具体的には，
DC サーボモータシステムの低次ノミナルプラントモ
デルに対して，トルク外乱抑制，加法的モデル誤差に
対するロバスト安定性，ロバスト極配置を設計仕様と
して考慮して，H∞制御システムを設計する．そして，
数値シミュレーションを実行して，H∞制御システム
の制御特性の検証を行った．その結果，良好な制御応
答を得ることができ，H∞制御システムの有効性を確
認することができた． 
２．制御対象と数学モデル 
本研究では，図 1の DCサーボモータシステムを制
御対象とする． 
*機械システム工学科 
 
J 
mR
)(tVm )(tim M
)(t
c
)(t
J
)(tw
mL
)(tu
)(tke

mk
Linear amp.
ak
 
図 1 DCサーボモータシステム 
 
図 1 中の各変数やパラメータは，次のとおりであ
る．各変数は，それぞれ )(t [rad]:回転角度， )(t
 
[N･m]:モータトルク， )(tim [A]:モータ電流，
)(tVm [V]:モータ電圧， )(tu [V]:制御入力 である． 
また，各パラメータは，表 1に示すとおりである．  
 
表１ DCサーボモータシステムのパラメータ 
記号 表記 値 単位 
ak  
リニアパワーアンプ
ゲイン 
3  V/V 
mR  モータ電気子抵抗 6.10  Ω 
mL  
モータ電気子 
インダクタンス 
31082.0 −  H 
ek  逆起電力定数 0502.0  V･s/rad 
mk  モータトルク定数
 0502.0  N･m/A 
J  総慣性モーメント 51021.2 −  kg･m2 
c  粘性抵抗係数 510921.2 −  N･m･s/rad 
 
図 1 に示したモデルは，簡単な物理の知識により
次式のように表現することができる． 
 
)()( tuktV pam =  (1) 
)()(
)(
)( tVtk
dt
tid
LtiR me
m
mmm =++ 
  (2) 
)()()()()( tttiktctJ
dmm
 +==+   (3) 
 
(1)式はモータを駆動するリニアパワーアンプの特
性を表す．(2)式はモータの等価回路にキルヒホッフ
の法則を適用して得ることができる．(3)式は機械系
の回転運動特性を表した式である．(3)式中の )(t
d

は，トルク外乱を表している． 
 ここで，
 m
L の値は非常に小さく，(2)式の固有値
は他と比較して非常に小さくなるので， )(tim は他の
状態量に比べて非常に速い減衰応答を示す．したがっ
て， 0=mL として )(tim を無視することが可能と考え
られる．すなわち，(4)式とする． 
 
)()()( tVtktiR memm =+ 
  (4) 
 
(1)，(4)式により，(3)式は(5)式となる．  
 
))()(()()()( tdtu
R
kk
t
R
kk
ctJ
p
m
am
m
em +=++    (5) 
 
(5)式中，トルク外乱 )(t
d
 は，次式で定まる入力外
乱 )(td として取り扱う． 
 
)()( t
kk
R
td
d
am
m =  (6) 
 
ここで，状態変数を )()(),()( 21 ttxttx pp 
==　   と
おき，次の(7)式を誘導することができる． 










++
+−=
=
))()((
)()()(
)()(
22
21
tdtu
JR
kk
tx
JR
kk
J
c
tx
txtx
p
m
am
p
m
em
p
pp


 (7) 
さらに，ベクトル，マトリクス表現を導入して，次
の(8)式を得る． 
))()((
0
)(
)(
)(0
10
)(
)(
2
1
2
1
tdtu
JR
kk
tx
tx
JR
kk
J
c
tx
tx
p
m
am
p
p
m
em
p
p
+








+














+−=







 
   





=
)(
)(
01)(
2
1
tx
tx
ty
p
p
p  (8) 
したがって，DC サーボモータシステムの状態空間
表現は，(9)式である． 




=
++=
)()(
))()(()()(
txCty
tdtuBtxAtx
ppp
ppppp
  (9) 
 01,
0
,)(0
10
,
)(
)(
)(
2
1
=








=








+−=





=
p
m
am
p
m
em
p
p
p
p
C
JR
kkB
JR
kk
J
cA
tx
tx
tx
  
),,( ppp BAC は，可制御・可観測な制御対象である． 
３．H∞制御システムの設計 
DC サーボモータシステムに対するトルク外乱抑制
を考慮した H∞制御システムについて述べる． 
３．１ 設計仕様 
制御系の設計仕様は次とする． 
 
①トルク外乱抑制 
制御対象のトルク外乱に対処するため，等価
的に制御入力外乱に変換して取り扱い，この影
響を抑えて制御を行う． 
 
②加法的モデル誤差に対するロバスト安定性 
加法的モデル誤差を考慮し，これに対してロ
バスト安定性を保証する． 
 
③ロバスト極配置 
平衡状態への速やかな収束性を確保するため，
閉ループ制御システムの極の配置を指定して制
御系を設計する． 
  
３．２ 重み関数 
設計仕様に対して，重み関数を決定しそれらの最小
実現を記述する． 
外乱抑制のための重み関数を )(sr
d
，加法的モデル
誤差に対する重み関数を )(sr
a
とおく．それぞれの重
み関数は，次式とした． 
 
3.0
,1.0,05.0,565.0
)(
1
1
)(
21
2
1
=
===





=
+
+
=


ddd
a
d
d
dd
TTK
sr
sT
sT
Ksr
 (10) 
 
上記のそれぞれの重み関数 )(sr
d
， )(sr
a
のゲイン特
性を図 2 に示している．トルク外乱と加法的モデル
誤差の特性を想定してこれらを決定した．また，重み
関数 )(sr
d
の最小実現は，次式で記述されるものとす
る． 
 
ddddd
DBAsICsr +−= −1)()(   (11) 
 
 
 
(a)  )(sr
d
 
 
 
(b) 
 
)(sr
a
 
 
図 2 重み関数のゲイン特性 
 
 
３．３ 一般化プラント 
一般化プラントの状態方程式は次式で記述される． 
 





++=
++=
++=
)()()()(
)()()()(
)()()()(
22212
12111
21
tuDtwDtxCty
tuDtwDtxCtz
tuBtwBtAxtx
  (12) 
 
 










=
)(
)(
)(
)(
2
1
tx
tx
tx
tx
d
p
p
 ,












+−=
d
d
m
am
m
em
A
C
JR
kk
JR
kk
J
c
A
00
)(0
010
 , 












=
0
0
00
1
d
d
m
am
B
D
JR
kk
B  , 












=
0
0
2
m
am
JR
kk
B  , 
 





=
000
001
1
C  ,  001
2
=C  , 






=
00
00
11
D  , 





=
1
0
12
D  , 
 0
21
=D  ,  0
22
=D  
 
 
３．４ ロバスト極配置 
安定度を指定するロバスト極配置法により制御
系を設計するため，(12)式における A に次式の置
換を適用し， Â に対して制御系設計を行う． 
 
IAA +=ˆ  (13) 
 
これにより，閉ループ制御系の極は，その実部が
－  よりも小さな左半平面に配置され，ロバスト
安定度 を確保することができる． 
３．５ H∞コントローラの設計 
(12)式の一般化プラントに対して，コントローラ
の設計には制御系 CADを使用した． 
４．数値シミュレーション 
制御対象のモデル，設計した H∞制御システムを用
いて数値シミュレーションを実行した． 
数値シミュレーションの実験条件を以下に示す． 
 
初期値：π/3 [rad] 
計算刻み： 3100.2 −  [s] 
 
 
図 3 に数値シミュレーションの結果を示す．(a)
は回転角度の制御応答，(b)は制御入力の応答を示し
ている． 
図 3(a)の回転角度の制御応答をみれば，制御開始
後約 0.34[s]で初期値のπ/3 [rad]から平衡状態
の 0 [rad]に収束していることがわかる．この過渡
応答では，約 0.23 [rad]の行き過ぎが発生してい
るが，概ね良好な制御特性となっている．行き過ぎの
発生は，トルク外乱抑制を考慮したことに起因してい
ると考えられる．図 3(b)の制御入力の応答をみれば，
制御開始直後に制御入力が効果的に働き，すみやかに
収束していることがわかる．最大振幅は約 1.75[V]
であり，飽和限界の±5 [V]の範囲におさめることが
できている．過大な制御入力は使用しておらず，緩や
かな変化で推移しており，トルク外乱抑制に伴う制御
特性と考えられる．以上の数値シミュレーション結果
により，設計した H∞制御システムが機能して，制御
対象の回転角度をすみやかに平衡状態に一致させる
ことができており，DC サーボモータシステムに対し
て設計した制御系が有効であると判断できる． 
 
 
(a) 回転角度 
 
 
(b) 制御入力 
 
図 3 数値シミュレーションの結果 
 
次に，0.1[s]から 0.11[s]において，パルス状
外乱 )(td =0.565[V]（ 21080.0)( −=t
d
  [N･m]）が
印加した数値シミュレーションを行った．その結果を
図 4に示す． 
図 4(a)の結果を見れば，回転角度の制御応答は，
印加した外乱の影響を受けて乱れているが，その大き
さはわずかであり，その後，速やかに平衡状態に一致
していることがわかる．図 4(b)の制御入力は，印加
した外乱の影響を受け，一時的に乱れているが，やは
り，わずかであり，平衡状態に収束して制御特性が保
たれていることがわかる．以上より，設計した制御系
のトルク外乱に対する制御特性も良好であると判断
できる．  
 
 
(a) 回転角度 
 
 
(b) 制御入力 
 
図 4 外乱応答の結果 
 
５．おわりに 
本研究では，ある DCサーボモータシステムに対
してトルク外乱の影響を抑制する H∞制御システム
を設計し，数値シミュレーションを実行してその有
効性を検証した．その結果，ノミナルプラントに対
する初期値応答，トルク外乱印可に対する応答とも
に制御特性は良好であり，設計した H∞制御システ
ムの効果を確認することができた． 
参考文献 
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礎的研究，福山大学工学部紀要，37，pp. 
197-202，(2014). 
[2] 木村：ある DCサーボモータシステムの積分補償
最適追従制御，福山大学工学部紀要，41，pp. 
111-116，(2018). 
[3] 木村，田邊：DCサーボモータシステムの最適追
従制御実験，福山大学工学部紀要，42，pp. 
179-184，(2019). 
[4]  木村：DC サーボモータシステムの低電力最適
制御，第 60 回自動制御連合講演会講演論文集，
SaB2-5 in USB (2017). 
[5]  木村，渋谷：DC サーボモータシステムの低電
力最適制御 －過渡応答特性の解析－，福山大学
工学部紀要，43，pp. 163-168，(2020). 
[6]  木村，渋谷：DC サーボモータシステムの低電
力最適制御 －過渡応答特性の解析－，第 16回
「 運 動 と 振 動 の 制 御 」 シ ン ポ ジ ウ ム 
(MoViC2019) 講演論文集，C308，(2019). 
 
 


H∞ Control for a DC Servo Motor System - Suppression of Torque Disturbance -

呉, 青姫

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Health Situation of Children in Rural China ―Focusing on Structural Change and Changes in Nutritional Issues―

林, 良成

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香川, 直己

47720

Development of a compact sensor unit using strain gauges for rainfall estimation

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