山 本 祥 弘 : 線 形 および 非 線 形 制 御 系 設 計 のためのモデルマッチング 法 定 法 が 有 効 となると 考 えている.もう 一 つは 与 えられたシステム およびそのシステムモデルに 対 して どのような 規 範 モデルを 与 えるかが 重 要 であり 制 御 性 能 の 成

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Size: px
Start display at page:

Download "山 本 祥 弘 : 線 形 および 非 線 形 制 御 系 設 計 のためのモデルマッチング 法 定 法 が 有 効 となると 考 えている.もう 一 つは 与 えられたシステム およびそのシステムモデルに 対 して どのような 規 範 モデルを 与 えるかが 重 要 であり 制 御 性 能 の 成"

Transcription

1 線 形 および 非 線 形 制 御 系 設 計 のためのモデルマッチング 法 山 本 祥 弘 鳥 取 大 学 工 学 部 知 能 情 報 工 学 科 Moel Matching Metho for Linear an Nonlinear Control System Design Yoshihiro YAMAMOTO Department of Information an Knowlege Engineering, Faculty of Engineering Tottori University, Tottori, Japan Abstract: A new metho of moel matching control for linear an nonlinear iscrete time systems is presente in this paper. The metho is very simple an useful not only for linear but also for nonlinear systems. If there is no uncertainty lie a moel error, this metho gives a close loop system whose characteristic is exactly the same with the one of the esire moel. To cope with the real applications, integral action is easily introuce with some other free parameters. This result is also extene for systems with time lag an multivariable systems. Key Wors: Control system esign, Nonlinear system, Discrete time system, Moel matching metho.はじめに 定 年 退 職 者 として 総 説 の 執 筆 を 依 頼 された. しかし 筆 者 は 総 説 を 説 くほどの 大 きな 仕 事 をしてきたわけでなく いくつかの 分 野 でささや かな 貢 献 をしてきたに 過 ぎない.そこで この 数 年 間 での 最 も 新 しい 仕 事 の 一 つを 延 べることで その 任 にかえたい. 制 御 系 設 計 法 の 多 くはシステ ムの 数 学 的 モデルに 基 づく 場 合 が 多 く 従 って モデリングあるいはシステム 同 定 の 精 度 が 制 御 系 設 計 の 結 果 に 大 きく 影 響 する.しかし システム をより 正 確 に あるいは 応 答 のより 広 い 範 囲 で 表 現 するには 非 線 形 同 定 法 が 必 要 となってくる. しかも その 同 定 結 果 を 制 御 系 設 計 に 容 易 に 用 い ることが 出 来 ることが 重 要 である.そこで 非 線 形 問 題 に 対 する 強 力 な 武 器 であると 言 われている ニューラルネットワークNNの 勉 強 を 始 めて みたが その 構 造 は 階 層 型 学 習 アルゴリズムは 勾 配 法 では たいした 進 展 が 期 待 できないことは 明 らかである.しかし 幸 運 なことに 勾 配 法 でな く 最 小 乗 原 理 に 基 づく 新 しい 学 習 アルゴリズム を 開 発 することができた[].この 結 果 は その 構 造 の 若 干 の 変 形 により 相 互 結 合 型 NNにも 適 用 可 能 である.これが 後 に 有 効 となり さらにその 構 造 を 拡 張 して Double-Parasol 型 NNの 構 成 に 到 達 した.これは 動 的 システムの 同 定 により 適 した 構 造 となっており その 後 開 発 した 制 御 系 設 計 法 である Target Following Control TFCと 併 せて 同 定 - 制 御 の 一 つの 方 法 を 提 案 している []-[4]. 一 方 同 定 法 としては フーリエ 級 数 を 有 限 項 で 打 ち 切 った 三 角 多 項 式 をNNとして 用 いる 考 え に 至 り これもまた 別 の 同 定 制 御 の 方 法 を 示 し ている[5],[6]. ところで 制 御 系 設 計 法 は 各 種 の 方 法 が 提 案 さ れているが モデル 参 照 型 として モデルマッチ ング 法 が 古 くから 知 られている[7]-[].しかし 近 年 では H 無 限 大 理 論 による 最 適 化 問 題 の 一 つ と 考 えられているようである[],[3]. 本 報 告 では かって 筆 者 が 提 案 した 線 形 シス テムに 対 するモデルマッチング 法 [0]による 制 御 信 号 が より 簡 単 に 得 られることを 示 し さらに 非 線 形 システムにも 適 用 可 能 であることを 示 す. 多 くの 制 御 系 設 計 法 は ある 種 の 数 学 的 理 論 を 背 景 にその 理 論 が 構 成 されていることが 多 く そ のための 基 礎 勉 強 が 必 要 となるが ここで 提 案 す るモデルマッチング 法 は 大 学 初 年 級 の 知 識 のみ で 理 解 可 能 である. 残 る 課 題 は 対 象 となるシス テムのシステムモデルをいかに 精 度 よく 求 めるか であるが 先 に 記 した 非 線 形 システムに 対 する 同

2 山 本 祥 弘 : 線 形 および 非 線 形 制 御 系 設 計 のためのモデルマッチング 法 定 法 が 有 効 となると 考 えている.もう 一 つは 与 えられたシステム およびそのシステムモデルに 対 して どのような 規 範 モデルを 与 えるかが 重 要 であり 制 御 性 能 の 成 否 を 決 定 する 要 因 となる. 本 論 の 読 者 の 中 に 興 味 を 持 って 本 手 法 を 応 用 し 実 用 に 耐 え 得 る 有 効 なものへと 格 上 げしてい ただくことを 願 っている..パルス 伝 達 関 数 本 節 ではパルス 伝 達 関 数 で 表 されるシステム を 考 える.すなわち 線 形 システムを 対 象 とする. まず 従 来 法 の 設 計 手 順 を 示 し そこから 提 案 する 新 しい 方 法 が 必 然 的 に 得 られることを 示 す.. 従 来 法 次 式 で 表 されるスカラー 線 形 システムを 考 える. P y R u ここに P はシフトオペレータのn 次 モニック 多 項 式 R はのm 次 安 定 多 項 式 は 時 間 ス テップを 表 す.ここで 制 御 器 u を u C u A U KG D B y と 仮 定 し これを 用 いたシステムの 閉 ループ 系 が 規 範 モデルの 特 性 と 一 致 するように の 多 項 式 A, B, C, D, G およびスカラーKを 定 めることがモデルマッチング 法 の 目 的 である. 詳 細 は 文 献 [0]を 参 照 されたいが 結 果 は 以 下 の 通 りである. [ 設 計 手 順 ] 規 範 モデル P y R u 3 を 定 める.ただし P, R はそれぞれn 次 m 次 の 安 定 多 項 式 であり 相 対 次 数 の 条 件 n m n m 4 を 満 たすものとする. 必 要 ならば 積 分 機 能 を 設 定 する. D, 0,,, モニック 安 定 多 項 式 Tを 定 める.その 次 数 は n n m 6 とする. 4 次 式 を 満 たすQ, Sを 求 める. T P Q D P S 7 egq n n n m eg S n n m n 5 求 める 多 項 式 を 以 下 のように 定 める. A A D, A KG Q R 0a B S Q D P T P 0b 3 C T R 0c ここに egg egq R n であり さら に eg A n となるようにKを 定 める.すな わち Kは R の 最 高 次 の 係 数 となる. この 設 計 手 順 はをに 代 入 し 得 られる 閉 ループ 系 のパルス 伝 達 関 数 が 規 範 モデルのそれと 一 致 するように 設 計 されている. 求 まる 制 御 入 力 信 号 は 因 果 律 を 満 たす 実 現 可 能 なものとなる.と ころで 設 計 手 順 により 得 られた 制 御 入 力 を 逆 に 辿 ってみる.まずより { KG D A } u C u B y 0a をもちいて { KG A } D u C u B y さらに 0a, 0b, 0c を 用 いて Q D R u T R u { Q D P T P } y となる.これを 整 理 して Q D { P y R u } T { P y R u }. この 形 が 新 しく 提 案 する 方 法 を 示 唆 している.. 提 案 法 システムと 規 範 モデル3が 与 えられたとき 制 御 の 目 的 は 閉 ループ 系 の 特 性 が 規 範 モデルの それと 一 致 させるように 制 御 入 力 u を 決 定 する ことである.これと 同 値 ではあるが 制 御 入 力 を 適 切 に 選 ぶことにより その 閉 ループ 系 が P y R u となるように 制 御 入 力 u を 求 めることである. すなわち 3を 書 き 換 えた 二 つの 恒 等 式 P y R u 0 P y R u 0 が 等 価 であること 従 って P y R u P y R u 3 が 成 立 するように u を 求 めればよい.これより

3 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 / 工 学 部 研 究 報 告 第 4 号 } { u R y P P u R 4 あるいは u G C y G B u G A K u 5 R KG A 6a P P B 6b R C 6c が 求 まる.ただしこれは m m n n の 場 合 であり eg n G eg n A とする ことにより 実 現 可 能 な 制 御 入 力 MMCが 得 られる.これを 一 般 化 し さらに 補 償 要 素 の 導 入 を 可 能 に す る た め に は モ ニ ッ ク 多 項 式,, D Q T を 用 いて } { u R y P D Q }. { u R y P T 7 と 表 す.これよりMMCは { P D Q u R D Q } u R T y P T 8 となる.あるいは0を 用 いてのように 表 すこ とも 可 能 である. 例 題 次 のような 次 のシステムと 次 の 規 範 モデル,, r r R p p P r R p P, を 考 え D とする.このとき T, Q とおくことができ 8は u r r } { y p p p u r } { y p p p p p. u r となる.これよりMMCは u r r u y p p p p p u r と 求 まる.ここで が 通 常 の 積 分 器 の 導 入 で あり 0 が 積 分 器 なし その 中 間 の 0 の ときは 積 分 機 能 の 能 力 の 何 割 かの 導 入 となる. 具 体 的 には 数 値 例 のグラフを 参 照 されたい. この 結 果 は 従 来 法 でも 導 出 可 能 であるが より 簡 単 に 導 かれている.さらに T の 次 数 を 大 きく したり あるいは t t T のように 自 由 パ ラメータを 増 やすことは 可 能 であるが その 役 割 指 針 については 不 明 であり オブザーバ 理 論 と 同 様 に 安 定 多 項 式 である 以 外 の 条 件 をつけるのは 困 難 と 予 測 している. 3. 差 分 方 程 式 系 前 節 では パルス 伝 達 関 数 で 表 されるシステム を 対 象 としてきたが そのままでは 非 線 形 系 に 拡 張 することは 困 難 であるので システムを 差 分 方 程 式 で 表 現 してみる. 線 形 差 分 方 程 式 系 はパルス 伝 達 関 数 と 等 価 であるので 前 節 で 述 べた 提 案 す るモデルマッチング 法 がそのまま 適 用 されるのは 当 然 であるが その 結 果 が 自 然 に 非 線 形 系 に 一 般 化 できることが 特 徴 である. 3. 線 形 系 線 形 システムを 0 0 j u r j y p y n j j n j j 9 で 表 し 規 範 モデルを 0 0 j u r j y p y n j j n j j 0 とする.このとき 制 御 の 目 的 は その 閉 ループ 系 が 0 0 j u r j y p y n j j n j j となるように 制 御 入 力 u を 求 めることである. 従 って 前 節 と 同 様 に 0 0 j u r j y p y D Q n j j n j j 0 n j j j y p y T 0 n j j j u r と 置 き これから u を 求 めればよい.ここで 重 要 なことは に 0 u r の 項 があり 従 って u

4 山 本 祥 弘 : 線 形 および 非 線 形 制 御 系 設 計 のためのモデルマッチング 法 を 利 用 可 能 な 信 号 の 関 数 として 表 現 できることで ある.この 場 合 は r 0 であればよい. r 0 の 場 0 0 合 はむだ 時 間 を 含 む 場 合 であり 下 記 の 別 の 項 目 として 延 べる. 結 論 として MMC 入 力 の 導 出 の ためには r u の 項 の 存 在 が 本 質 であり その 他 0 の 項 は 線 形 である 理 由 は 何 もない.これから 当 然 のごとく 次 節 の 非 線 形 系 への 拡 張 が 可 能 となる. 例 題 例 題 と 同 じ 問 題 を 扱 う.すなわ ち システムと 規 範 モデルは y p y p y r u r u y p y r u とする. D とするとき T, Q とおけばよい. T の 次 数 の 例 題 との 違 いは システム 表 現 によるものである.このときは { y p y p y r u ru } { y p y r u となり 例 題 と 同 じ 制 御 入 力 u が 求 まる. 上 式 で y が 消 去 されることが 重 要 である. これにより 因 果 律 を 満 たす 実 現 可 能 な 制 御 入 力 を 求 めることが 可 能 となる. 3. 非 線 形 系 ここで 扱 うシステムは y ru f y, u, r 0 3 f y, u f y, y,..., u, u,... であり 右 辺 第 一 項 のみが 重 要 である.また 規 範 モデルは y f y, u 4 f, y, u, f y, y,..., u, u,... とする. 補 償 を 考 慮 しない 最 も 簡 単 な 場 合 は y ru f y, u } y f y, u 5, より u f, y, u f y, u 6 r がMMCとして 求 まる.これを 制 御 入 力 として 3に 用 いると 閉 ループ 系 は y f y, u 7, となっていることが 容 易 に 確 かめられる. 実 際 への 応 用 においては 3のシステム 表 現 を 正 確 に 獲 得 することは 困 難 である. 代 わりに そ の 推 定 値 によるシステムモデル y ru ˆ fˆ y, u, rˆ 0 8 を 利 用 することになるり 実 際 のMMCは u f, ˆ, y u f y, u 9 rˆ となる.このとき 規 範 モデルとの 正 確 な 一 致 は 期 待 できず 過 渡 特 性 は 勿 論 のこと 定 常 特 性 に おいても 偏 差 が 発 生 する.そのための 補 償 要 素 の 導 入 として Q D y ru f y, u T y f y, u 30, が 一 つの 方 法 である.ここに Q, D, T はす べてモニック 多 項 式 であり egq D egt 3 とする.これにより y の 最 高 次 が 消 去 され 実 行 可 能 な 入 力 が 求 まる.また D は 積 分 機 能 とし て 他 と 区 別 している これを 用 いた 例 は 後 記 の 数 値 例 を 参 照 されたい. 3. むだ 時 間 を 含 む 非 線 形 系 本 稿 で 提 案 する 手 法 は むだ 時 間 を 含 むシステ ムに 対 しても 全 く 同 じ 考 え 方 で 適 用 可 能 であるが 因 果 律 を 満 たす 制 御 入 力 を 得 るために 若 干 の 工 夫 が 必 要 となる.ステップのむだ 時 間 を 含 むシ ステムとして y ru f y, u, r 0 3 f y, u f y, y,..., u, u 3,... を 考 える.これは y ru f y, u 33 と 同 じである.これに 提 案 するモデルマッチング 法 を 適 用 す る と 制 御 入 力 u に 未 来 の 出 力 y が 含 まれ 実 行 不 可 能 となる.なぜなら f y, u f y, y,..., u, u, であり 右 辺 に y を 含 むからである.この 問 題 を 解 決 するために この y に3を 代 入 し て 33の 代 わりに y ru f y, u 35 f y, u f y, y,..., u, u,... を 扱 えばよい.m ステップのむだ 時 間 を 含 む 場 合 も システム および 規 範 モデルは y m ru f y, u 36 y, m f y, u 37 と 表 されているとして 一 般 性 を 失 わない.このと きMMCの 設 計 手 法 は Q D y m ru f y, u T y m f y, u 38, と な る が 同 じ 次 数 の モ ニ ッ ク 多 項 式 で あ る Q D と T は 最 初 の m+ 項 を 等 しくしなけ

5 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 / 工 学 部 研 究 報 告 第 4 号 ればならない. 例 えば m m D t... tm qm m m t... tm tm Q 39 T 40 とすることにより 因 果 律 を 満 たした 制 御 入 力 が 得 られる.また qm t... t m 4 と 選 ぶことにより m Q D... となって 積 分 機 能 を 持 たせることができる. 例 題 3m= の 場 合 で T t t Q D q q とおくと ru q t y q t y q ru q ru f y, u q f y, u q f y, u f, y, u t f, y, u t f, y, u q t が 必 要 となる.このとき q t y tru qru f y, u t f y, u q f y, u f, y, u t f, y, u t f, y, u となり ru 4 * である.このとき q t とすれば 積 分 機 能 を 持 つことを 示 す.そのため に のステップ 応 答 において 閉 ループ u 系 は 安 定 であり すべての 信 号 は 有 界 なとき そ の 定 常 状 態 における 値 を u u u u, y y, f y, u f y, u f y, u f, f, y, u f, y, u f, y, u とおくと 上 の*から t q ru q t y t q f となる. 従 って q t のときは t t t t y t t f t t y t t であれば y y となり 0 f が 成 立 する.すなわち 定 常 偏 差 オフセット =0となり 積 分 機 能 の 働 きをしていることがわ かる. 4. 多 変 数 系 f 本 稿 で 提 案 しているモデルマッチング 法 は 多 変 数 系 にも 拡 張 可 能 である.むだ 時 間 を 含 まない 場 合 は 単 純 であるが 含 む 場 合 にはその 含 まれ 方 により 形 式 的 な 分 類 が 必 要 となる. 4. むだ 時 間 を 含 まない 場 合 多 変 数 系 の 非 線 形 系 を y Ru f y, u 43 で 表 す. y, u, f は n 次 元 ベクトルであり R は n 次 正 方 行 列 とする.また 規 範 モデルを y f, y, u 44 とする R が 正 則 なとき スカラーの 場 合 と 同 様 に y Ru f y, u から MMCは,, y, u y f 45 u R f y, u f y, u 46 と 求 まる.これは 補 償 要 素 を 全 く 含 まない 場 合 で あり これを 考 慮 するときは Q D y Ru f y, u T y f y, u 47, から u を 求 めればよい. 例 えば Q I, T I, D I のときは u R f y, u y Ru f y, u f y, u 48, となる.また システムでなくシステムモデル y Ru ˆ fˆ y, u 49 で 対 処 する 場 合 には ˆ u R fˆ, ˆ y u y Ru fˆ y, u f y, u 50, が 実 際 のMMCとなる. 4. むだ 時 間 を 含 む 場 合 行 列 R が 正 則 でないときは 多 変 数 のどれかに むだ 時 間 を 含 まれることになるが 一 般 論 での 説 明 は 冗 長 となるので 3 変 数 の 場 合 を 例 として 述 べる.すなわち システムとして T i y r u s u t u i T T i i f i,, u, i y,,3 5 を 考 える.これはまた y Ru Su Tu y, u 5 と 表 される.このとき 行 列 R のランクにより f

6 山 本 祥 弘 : 線 形 および 非 線 形 制 御 系 設 計 のためのモデルマッチング 法 以 下 のように 分 類 される. [Case ] ran R ran r, r, r 3: 3 この 場 合 は R が 正 則 であるので 4.の 結 果 が 適 用 される. [Case ] ran R ran r, r, r : 3 このとき 一 般 性 を 失 うことなく ran r, r を 仮 定 すると r3 cr r を 満 たすスカラーc, が 存 在 する.そこで 新 しい 変 数 y y cy y を 導 入 すると y T T 4 4, u q s3 cs s, q t 3 ct t, f 4, f 3, cf, f, q u q u f y, 54 と むだ 時 間 を 含 むサブシステムが 陽 に 現 れる すると 全 システム5は y y y 4 T r T r T q s u s q T T T u T t f T t u f 0 f あるいは 等 価 であるが y,, 4, y, u y, u y, u, u 55 R u S u T u f y, 56 と 表 される.ここに 記 号 の 置 き 換 えは 自 明 である ので 省 略 する. [Case -] ran R ran r, r, q 3: このときシステムは 内 部 にステップのむだ 時 間 を 含 み R が 正 則 であるので [Case ] と 同 様 にMMCを 決 定 することができる. [Case -] ran R ran r, r, q : r, r このとき ran を 仮 定 しているので q cr r を 満 たす c, が 存 在 する.すると 54を 導 いたと 同 様 に 新 しい 変 数 を 導 入 して y T T , u q u q u f y, 57 が 導 かれる.これは システムが 尐 なくともス テップのむだ 時 間 を 含 んでいることを 示 している. そ し て u の 係 数 行 列 が 正 則 で あ れ ば [Case-]と 同 様 にMMCを 決 定 できる.しかし 正 則 でなければ 再 び 同 様 な 変 数 変 換 を 行 い 得 られる u の 係 数 行 列 が 正 則 となるまで 繰 り 返 される. [Case 3] ran R ran r, r, r : 3 この 場 合 は r cr, r3 r が 成 立 する c, が 存 在 する.すると[Case]と 同 様 にして 尐 な くともステップのむだ 時 間 を 含 むサブシステム がつ 存 在 することになる.その 結 果 適 切 な 変 数 変 換 の 後 全 システムは y y y 4 5 T r T p T q s u p q T T T u T t f, y, u 0 u f 4, y, u 57 0 f 5, y, u となる これはまた 入 力 変 数 の 先 頭 行 列 のラン クにより 分 類 される. [Case 3-] ran R ran r, p, q 3 : このときつのサブシステムはそれぞれステ ップのむだ 時 間 を 含 み MMCは[Case-]と 同 様 に 決 定 できる. [Case 3-] ran R ran r, p, q : この 場 合 つのサブシステムの 一 方 はステ ップのむだ 時 間 を 含 み 他 方 はステップ 以 上 で ある 場 合 あるいはともにステップ 以 上 のむだ 時 間 を 含 む 場 合 など [Case-]と 同 様 な 議 論 が 得 られる u の 係 数 行 列 が 正 則 となるまで 繰 り 返 される. [Case 4] ran R ran r, r, r 0 : 3 この 場 合 は R 0 のときであり 5で R の 代 わりに S を 対 象 として 同 じ 議 論 が 繰 り 返 される. 5. 数 値 例 ここでは 数 値 例 によるシミュレーション 結 果 を 述 べる.まず システムとシステムモデルが 次 式 によって 表 す. y 0.5y 0.06 y 0.9 sin y u 0.4u yˆ 0.5y 0.06 y 0.9 sin y 0.7u 0.4u システムとそのモデルとはゲインの 違 いを 与 えて いる.また 規 範 モデルは y 0.9y 0.4 y 0.5u 0.09u とする.ここで D とし T, Q としたときのMMCは y 0.5y 0.06 y 0.9 sin y 0.7u 0.4u y 0.9y

7 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 / 工 学 部 研 究 報 告 第 4 号 0.4 y 0.5u 0.09u を u で 表 すことにより 求 まる. 実 際 には y 0.5y 0.06y 0.9sin y 0.7u 0.4u y 0.9y 0.4 y 0.5u 0.09u から 求 めたほうが 簡 単 である. y として 初 期 値 の 違 いを 与 えているが ゲインも 異 なっているので 補 償 なしでは 過 渡 特 性 は 勿 論 のこと 定 常 偏 差 も0とはならない.そ こで の 各 値 による 違 いを 以 下 に 示 す.Fig. は =0であり 補 償 要 素 の 全 くない 場 合 である. 当 然 大 きな 定 常 偏 差 オフセットが 生 じてい る.そこで =0.5.5 と 大 きくしていった 場 合 が Fig. Fig.3 Fig.4 である =0.5 では オフセットがほぼ 半 減 し = では 完 全 に 0 と なっている.すなわち D が 積 分 器 の 働 きをしていることが 確 認 できる.また =.5 と さらに 大 きくすると システムの 出 力 ゲインが 大 きくなりすぎて =0とは 逆 むきのオフセット を 生 じている. 一 般 に オフセットはなしが 好 ましいことは 当 然 であるが 積 分 器 の 導 入 は システムのモデル 誤 差 に 対 する 安 定 領 域 を 狭 くし いわゆるロバス ト 性 を 弱 くすることになる このオフセットの 大 き さ と 安 定 領 域 と の ト レ ー ド オ フ を 図 る の が D であり 中 間 0 の 値 が 意 味 をもってくることになる.すなわち D は 積 分 器 の 積 分 機 能 に 対 するパワーレベルを 表 し ているとも 考 えられる. Fig. Step response with =0 Fig. Step response with = まとめ 本 論 では 筆 者 の 最 近 の 研 究 の 中 から モデル マッチング 法 について 述 べた.この 方 法 は 古 くか ら 議 論 されていたが 線 形 システムおよびその 周 辺 に 対 象 が 限 られていた.しかし 本 論 で 提 案 し た 設 計 法 は その 手 法 がより 簡 単 になっていると 同 時 に 非 線 形 システムにも 適 用 可 能 なものであ る.さらに むだ 時 間 系 多 変 数 系 にも 拡 張 可 能 であり 最 も 簡 潔 であり 一 般 的 な 設 計 法 である と 考 えている この 簡 単 な 方 法 が 今 頃 になって 得 られたかの 最 大 の 理 由 は そのシステム 表 現 にあ る. 伝 統 的 にはラプラス 変 換 による 伝 達 関 数 表 現 がよく 知 られているが 基 本 的 に 線 形 表 現 に 限 定 される その 後 は 状 態 変 数 表 現 が 活 発 となる.こ れはシステムの 内 部 表 現 とその 構 造 にも 立 ち 入 っ ており 数 学 的 により 厳 密 な 理 論 と 設 計 法 の 確 立 に 貢 献 してきた. 非 線 形 にも 拡 張 可 能 であるが Fig.3 Step response with = Fig.4 Step response with =.5

8 山 本 祥 弘 : 線 形 および 非 線 形 制 御 系 設 計 のためのモデルマッチング 法 状 態 方 程 式 出 力 方 程 式 をともに 非 線 形 の 一 般 形 にすると 線 形 近 似 以 外 に 対 処 の 方 法 がなくなっ てしまう. 非 線 形 への 拡 張 を 可 能 とする 本 論 の 手 法 は 差 分 方 程 式 を 用 いており 唯 一 現 時 点 の 制 御 入 力 変 数 が 線 形 に 存 在 することを 仮 定 している. この 場 合 状 態 空 間 法 で 指 摘 された 伝 達 関 数 法 の 欠 陥 である 可 制 御 性 など 内 部 情 報 の 不 足 について は 差 分 方 程 式 についても 注 意 を 払 う 必 要 がある. 最 後 に 筆 者 の 最 近 の 研 究 の 中 で さらに 推 し 進 めたいものに 線 形 計 画 法 に 対 する 新 しい 解 法 の 研 究 [4]がある.これは 超 平 面 に 対 する 法 線 ベ クトルに 着 目 した 方 法 であり 考 え 方 は 筆 者 の 古 い 研 究 [5]と 同 様 である.この 方 法 を 巡 回 セール スマン 問 題 など 各 種 の 数 理 計 画 問 題 の 解 法 として 拡 張 することが 夢 であったが どなたかが 引 き 継 いで 発 展 させていただけることを 願 っている. 参 考 文 献 [] Y. Yamamoto an P. N. Niiforu : A New Supervise Learning Algorithm for Multilayere an Interconnecte Neural Networs, IEEE Tr. on Neural Networs, vol., no., pp.36-46, 000. [] Y. Yamamoto : A Double Parasols Neural Networ an A Target Following Control For Nonlinear Discrete Time Systems, International Journal of Intelligent Control an Systems, vol.4, no., pp.73-79, 009. [3] Y. Yamamoto an S. Hasegawa : A New Neural Networ an its Application to Nonlinear Discrete Time System, Proc. of IEEE International Conference on Networing, Sensing an Control, pp.66-70, 009. [4] Y. Yamamoto : Target Following Control for Nonlinear Discrete Time Systems, Proc. of CACS International Automatic Control Conference, SaA06, 009. [5] Y. Yamamoto : Trigonometric Polynomial Neural Networ an its Application to Ientification an Control, Proc. of the th International Conference on Control an Applications, 3-8, 009. [6] Y. Yamamoto:Ientification an Control of Nonlinear Systems using a Trigonometric Polynomial Neural Networ, to appear in International Journal of Avance Mechatronic Systems, 00. [7] W. A. Wolovich:The use of state feebac for exact moel matching, SIAM J. Control, vol.3, pp.5-53, 97. [8] S.H.Wang an C.A.Desoer:The exact moel matching of linear multivariable systems, IEEE, Tr. on AC, vol.7, pp , 97. [9] K. Ichiawa:Control system esign base on exact moel matching techniques, Lecture Notes in Control an Information Science, 74, NewYor, Springer-Verlag, 985. [0] Y. Yamamoto:Moel matching an aaptive control with isturbance consieration, Tr. of SICE, vol.4, pp.00-0, 988. [] P. Colaneri an V. Kucera : The moel matching problem for perioic iscrete-time systems, IEEE Tr. on AC, vol.4, pp , 997. [] D.J.N.Limebear, et.al., On the esign of robust egree of freeom controllers, Automatica, vol.9, pp.57-68, 993. [3] T.Sogo:Calculation of non-causal solution for the moel-matching problem an its application to preview feeforwar control, Tr. of SICE, vol.4, pp.40-46, 006. [4] Y. Yamamoto:A new metho for solving a linear programming problem, The 49th IEEE Conference on Decision an Control, to be presente, 00. [5] Y. Yamamoto, M. M. Gupta an P. N. Niiforu : Analysis an Synthesis of Nonlinear Systems Having Limit Surfaces with Prescribe Stability Properties, Journal of Mathematical Analysis an Applications, vol., pp.49-64, 985. 受 理 平 成 年 0 月 9 日

9 Stuy on the evelopment of next generation type electric wheel chair Ryosue KONISHI Electrical & Electronic Engineering Course, Information Electronics Major Tottori University Abstract: In this paper, I iscribe about the evelopment of next generation type electric wheel chair. Speech recognition technique is auxiliarily use for start an stop. Wheel chair after start moves towar target by which information is obtaine from EKF-SLAM algorithm every secon moment. EKF-SLAM is calculate from both istance length an irection angle obtaine from LRF, which put in the wheel chair. By using value of EKF-SLAM, this wheel chair automatically move into calculate length an angle,while map of neibouring surrouning is rawn simulitaneously.... Key Wors: LRF, speech recognition,ekf-slam algorithm. 40 0,, 3, 4 5 LRFLRF LRF. SUZUKI MC000S LRFLRF PC PIC LRF 88cm 49cm PIC MASTER PIC8F60 SLAVE PIC6F876 Fig.. LRF. PC LRF PIC

10 小西亮介 次世代型知的電動車いすの開発に関する研究 0 られるオドメトリ情報と組み合わせ SLAM を 適用する 3. SLAM の結果から PC から PIC へ車いすの動 作 信 号 を 送 信す る 4. PIC は PC から受信した動作信号をモータ制 御 用 の PIC を 通 し て 車 い す 本 体 の メ イ ン コ ン ト ロ ー ラ へ送 信 し 車 い す を動 作 させ る Fig.. シス テム の 構成 LRF 本システムで使用する LRF として SICK 社製レー ザレンジファインダ LMS-00 を用いる 外観を Fig. に示 す LMS00 の仕 様を Table に示す Fig. LRF の外 観 本 シ ス テ ム で 使 用 す る LRF の 測 定 原 理 は TOF Time-of-Flight; 飛行時間 である TOF とはレー ザを発射してから測定対象にあたり 反射したレー ザが再び LRF に戻ってくるまでの時間から対象物 までの距離を求める手法である 測定対象物まで の距離を とすると は光速 c レーザを発射し てから戻ってくる までの時間 t を用い て式 で 表 され る = c t また 本研究で用いる LMS-00 は測定可能距離 0 8m あるいは 0 80m スキャン角度 80 角度分 解能 の場合はスキャン角 度 00 と測定条件を選択することが可能である 本 研 究 で は 距 離 分 解 能 が 高 く な る べ く 高 い 分 解 能を維持したまま広い視野を確保できることが望 ましい したがって 測定距離 0 8m スキャン角 度 80 角度分解能 0.50 と設定した また LRF と PC は シ リ ア ル 通 信 方 式 に よ り 通 信 す る 通 信 速 度 は 9600bps と 設 定 し た な お 通 信 速 度 は 最 大 38400bps 専用機器を使用した場合は 500bps まで 設 定が 可 能 で ある Table 項目 型式 測定距離 視野角度 角度分解能 システム誤差 統計的誤差 モータ回転速度 レーザ光 レーザクラス 電源電圧 消費電力 重量 外形寸法 LRF の仕 様 仕様内容 LMS [m] 0-80[eg] [eg] ± 5[mm] 5[mm] 75[H] 905[nm] ク ラ ス ア イ セ ー フ 4[V] 0[W] 4.5[g] 56 x 55 x 0 [mm] 実際の操作を Fig.3 にフローチャートで示す 本 シ ス テ ム で は 距 離 分 解 能 が 高 く な る べ く 高 い 分 解 能 を 維 持 し た ま ま PC で LRF を 駆 動 し 周 囲 環 境から距離情報を取得する そのデータをもとに EKF-SLAM アルゴリズムにもとずく処理計算を行 い 車 い す の 位 置 姿 勢 情 報 を 得 る そ の 後 ユ ー ザ が 音 声 命 令 を 行 う と そ の 命 令 に 従って 進 む べ き 方 向 速 度 角 度 が 計 算 さ れ そ の 方 向 へ の 初 期動作を行う その後 EKF-SLAM 処理によって 車いすの自己位置を推定すると同時に地図生成を 行 う そ れ を 繰 り 返 す こ と に よって 車 い す を 走 行 す る シス テ ム で ある LRF により 周囲環境情報を取得し そこから環 境 中 の 特 徴 量 を 抽 出 す る そ の 後 抽 出 し た 特 徴 点をランドマークとして対応づける 特徴点デー タ と PIC か ら 送 ら れ た オ ド メ ト リ 情 報 に 対 し て

11 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 / 工 学 部 研 究 報 告 第 4 号 R u { P P } y R u 4 あるいは A B C u u y u 5 K G G G A KG R 6a B P P 6b C R 6c が 求 まる.ただしこれは n n m m の 場 合 であり egg n eg A n とする ことにより 実 現 可 能 な 制 御 入 力 MMCが 得 られる.これを 一 般 化 し さらに 補 償 要 素 の 導 入 を 可 能 に す る た め に は モ ニ ッ ク 多 項 式 T, Q, D を 用 いて Q D { P y R u } T P } y T R u 8 となる.あるいは0を Fig.3 用 いてのように 表 すこ とも 可 能 である. 例 題 次 のような 次 のシステムと 次 の 規 範 EKF-SLAM モデル EKF P p p, R r r, SLAM P p, R r SLAM を 考 え D とする.このとき T, SLAM Q とおくことができ 8は r r u { p p p } y. EKF-SLAM r u LRF { p p p p p} y r u. となる.これよりMMCは EKF-SLAM r u u r r u 0 と 求 まる.ここで が 通 常 の 積 分 器 の 導 入 で あり 0 が 積 分 器 なし その 中 間 の 0 の ときは 積 分 機 能 の 能 力 の 何 割 かの 導 入 となる. T { P y R u }. 7 と 表 す.これよりMMCは Q D R u { Q D P p p p p p.. y 具 体 的 には 数 値 例 のグラフを 参 照 されたい. Fig.4 Fig.4 この 結 果 は 従 来 法 でも 導 出 可 能 であるが より 簡 単 に 導 LRF かれている.さらに T の 次 数 を 大 きく したり あるいは T t t のように 自 由 パ ラメータを Fig.4 増 やすことは 可 能 であるが その 役 割 指 針 については 不 明 であり オブザーバ 理 論 と 同 様 に 安 定 多 項 式 である 以 外 の 条 件 をつけるのは 困 難 と 予 測 している. 3. 差 分 方 程 式 系 前 節 では パルス 伝 達 関 数 で 表 されるシステム を 対 象 としてきたが そのままでは 非 線 形 系 に 拡 張 することは 困 難 であるので システムを 差 分 方 程 式 で 表 現 してみる. 線 形 差 分 方 程 式 系 はパルス 伝 達 関 数 と 等 価 であるので 前 節 で 述 べた 提 案 す るモデルマッチング 法 がそのまま 適 用 されるのは 当 然 であるが その 結 果 が 自 然 に 非 線 形 系 に 一 般 化 できることが 特 徴 である. 3. 線 形 系 Fig.4 線 形 システムを n y p j y j.. j0 n j0 r u j で 表 し 規 範 モデルを Fig.5 n n Fig.6 y p y j r u j 0 j0 j. LRF N S とする.このとき 制 御 の 目 的 は その 閉 ループ 系 a が a n n y p. LRF j y j r N ju j S j0 j0 i s i となるように 制 御 入 力 u を 求 めることである. a s i-n s i+m 3 従 って 前 節 と 同 様 に 3. 3 ϕ i n n Q D y p j y j r ju j 4. eq.3 j 0α i j 0α th s i n T y pj y j j0 5. s i i. n r ju j j ϕ i = cos s i s i n 0 と 置 き これから u s i s i+m s を 求 i s i n めればよい.ここで 重 要 なことは に r u sの i s項 i+m があり 従 って u 0 j j j0 9

12 小 西 亮 介 : 次 世 代 型 知 的 電 動 車 いすの 開 発 に 関 する 研 究 α i = 90 ϕ i 3 Fig.5 Fig.7 Fig.8 θ α i α i Fig.6..3 Fig.9 LRF Fig.0. N S i s i i 0<i<N. 4 i i+ 3. th s i s i+ 4. s i LRF i. Fig.7

13 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 / 工 学 部 研 究 報 告 第 4 号 3 R u { P P } y R u 4 あるいは A B C u u y u 5 K G G G A KG R 6a B P P 6b C R 6c が 求 まる.ただしこれは n n m m の 場 合 であり egg n eg A n とする ことにより 実 現 可 能 な 制 御 入 力 MMCが 得 Fig.8 Fig.7 α i られる.これを 一 般 化 し さらに 補 償 要 素 の 導 入 を 可 能 に す る た め に は モ ニ ッ ク 多 項 式 T, Q, D を 用 いて Q D = { P i y i+ R u } 4 T { P y R u }. 7 Fig. と 表 す.これよりMMCは Fig. Q D R u { Q D P θ T P } y T R u 8 となる.あるいは0を 用 いてのように 表 すこ とも 可 能 である. Fig.3 例 題 次 のような 次 のシステムと 次 の 規 範 モデル P p p, R r r, th Fig.3 P p, R r を 考 え D とする.このとき T, Q とおくことができ 8は r r u th 4. { p p p } y r u..4 EKF-SLAM { p p p p p} y EKF EKF-SLAM r u. となる.これよりMMCは SLAM r u u r p p p p p y µ = x y θ m 0,x m 0,y r u m N,x m N,y 5 と 求 まる.ここで N が 通 常 の 積 分 器 の 導 入 で あり 0 3N が 積 + 分 3 器 なし その 中 間 の 0 の ときは 積 分 機 能 の 能 力 の 何 割 かの 導 入 となる. 具 体 的 には 数 値 例 のグラフを 参 照 されたい. この 結 果 は 従 来 法 でも 導 出 可 能 であるが より 簡 単 に 導 かれている.さらに T の 次 数 を 大 きく したり あるいは T t t のように 自 由 パ ラメータを 増 やすことは 可 能 であるが その 役 割 指 針 については 不 明 であり オブザーバ 理 論 と 同 様 に 安 定 多 項 式 である 以 外 の 条 件 をつけるのは 困 難 と 予 測 している. 3. 差 分 方 程 式 系 前 節 では パルス 伝 達 関 数 で 表 されるシステム を 対 象 としてきたが そのままでは 非 線 形 系 に 拡 張 することは 困 難 であるので システムを 差 分 方 程 式 で 表 現 してみる. 線 形 差 分 方 程 式 系 はパルス 伝 達 関 数 Fig.9 と 等 価 であるので 前 節 で 述 べた 提 案 す るモデルマッチング 法 がそのまま 適 用 されるのは 当 然 であるが その 結 果 が 自 然 に 非 線 形 系 に 一 般 化 できることが 特 徴 である. 3. 線 形 系 線 形 システムを y n j0 p y j で 表 し 規 範 モデルを y n j0 j p j y n j0 j r u j y pj y j rju j Fig.0j 0 j0 となるように 制 御 入 力 u を 求 めることである. n r ju j j0 と 置 き これから Fig.u を 求 めればよい.ここで 重 j n r j j0 u j 9 0 とする.このとき 制 御 の 目 的 は その 閉 ループ 系 が n 従 って 前 節 と 同 様 に Q D y T y n j0 n j0 p j n p y j j y j n j0 r ju j 要 なことは に r u の 項 があり 従 って u 0

14 4 小 西 亮 介 : 次 世 代 型 知 的 電 動 車 いすの 開 発 に 関 する 研 究 Fig. Fig. EKF-SLAM µ 0 = x 0 y 0 θ Σ 0 = Fig.3 Fig. Σ 3N + 3 3N + 3 SLAM µ = µ + µ = µ F x = + F T x v cos θ + ω t v sin θ + ω t ω t 0. 0 v cos θ + ω t v sin θ + ω t ω t t t + ϵ 6 t t + ϵ EKF-SLAM x 0, y 0, θ 0 = 0, 0, π A Σ 0 = A A..5 EKF-SLAM EKF-SLAM EKF LRF r ϕ = = r ϕ mj,x x + m j,y y atanm j,y y, m j,x x θ θ 0 + δ

15 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 / 工 学 部 研 究 報 告 第 4 号 5..6 EKF-SLAM R u { P P } y R u 4 あるいは EKF-SLAM A B C u u y v cos u 5 K G G G θ + ω t µ = µ + F T t A KG R x v sin θ + ω t 6a t B P P ω t 6b C R 6c 3 が Σ求 まる.ただしこれは = G Σ G T + Fn Rn F T m m の 4 場 合 Sであり = Heg ΣG H T + nq eg A n とする 5 ことにより K = Σ H実 T 現 S可 能 な 制 御 入 力 MMCが6 得 µ = µ + K h 7 られる.これを 一 般 化 し さらに 補 償 要 素 の 導 入 Σ = I K H Σ 8 を 可 能 に す る た め に は モ ニ ッ ク 多 項 式 µ = µ 9 T, Σ Q, D を 用 いて = Σ 0 Q D { P y R u } 3 T 4 { P y R u }. 7 と 表 す.これよりMMCは G Q D R u { Q D P v cos θ + ω T P } y t G = I + F T t x v sin T R u 8 θ + ω となる.あるいは0を 用 いてのように t t F表 x すこ とも 可 能 である. ω t 例 題 次 のような 次 のシステムと 次 の 規 範 モデル 4 R EKF-SLAM P p p, R r r, P p, R r 5 8 を 考 え D とする.このとき T, H Q とおくことができ 8は r r u 9 0 { p p p } y r u { p p p p p} y..7 r u. となる.これよりMMCは r u u r..4 p p p p p A y EKF-SLAM r u と 求 まる.ここで が 通 常 の 積 分 器 の 導 入 で あり 0 が 積 分 器 なし その 中 間 の 0 の ときは 積 分 機 能 の 能 力 の 何 割 かの 導 入 となる. 具 体 的 には 数 値 例 のグラフを 参 照 されたい. この 結 果 は 従 来 法 でも 導 出 可 能 であるが より 簡 単 に 導 かれている.さらに T の 次 数 を 大 きく したり あるいは T t t のように 自 由 パ ラメータを 増 やすことは 可 能 であるが その 役 割 指 針 については 不 明 であり オブザーバ 理 論 と 同 様 に 安 定 多 項 式 である 以 外 の 条 件 をつけるのは 困 難 と 予 測 している. 3. 差 分 方 程 式 系 前 節 では パルス 伝 達 関 数 で 表 されるシステム を 対 象 としてきたが そのままでは 非 線 形 系 に 拡 張 することは 困 難 であるので システムを 差 分 方 程 式 で 表 現 してみる. 線 形 差 分 方 程 式 系 はパルス 伝 達 関 数 と 等 価 であるので 前 節 で 述 べた 提 案 す るモデルマッチング 法 がそのまま 適 用 されるのは 当 然 であるが その 結 果 が 自 然 に 非 線 形 系 に 一 般 化 できることが 特 徴 である. 3. 線 形 系 線 形 システムを n n y p y j r ju j j 9 j0 j0 で 表 し 規 範 モデルを n 3. y p j0 j y j n j とする.このとき EKF-SLAM 制 御 の 目 的 は その 閉 ループ 系 が LRF n n y pj y j rju j j0 j0 LRF となるように 制 御 入 力 u を 求 めることである. LRF 従 って 前 節 と 同 様 に n n Q D y p j y j r ju j j0 j0 sx,l cosµ n,θ θ 0 sinµ,θ θ 0 sy,l = sinµ T y,θ pj y θ 0 j cosµ,θ θ 0 j0 sx,l cosµ,θ µ,x + n LRF + sy,l sinµ r,θ µ ju j,y j0 Fig.4 と 置 き これから u を 求 めればよい.ここで 重 要 なことは に r u の 項 があり 従 って u 0 r j j0 u 0

16 6 小 西 亮 介 : 次 世 代 型 知 的 電 動 車 いすの 開 発 に 関 する 研 究 Occupancy gri map 0 Fig.5 Fig.6 LRF p,i,j = p,i,j + ρ,i,j ρ,i,j + p 0 p 0 3 Fig.4 Fig.5 p 0 = ρ i,j LRF LRF cm 4cm Fig.4 Fig.7 LRF Fig.6 t = i, j p,i,j LRF 80

17 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 / 工 学 部 研 究 報 告 第 4 号 7 R u { P P } y R u 4 あるいは A B C u u y u 5 K G G G A KG R 6a B P P 6b C R 6c Fig.7 が 求 まる.ただしこれは n n m m の 場 合 であり egg n eg A n とする 0.5 8m ことにより 実 現 可 能 な 制 御 入 力 MMCが 4F 得 られる.これを 3 一 般 化 し さらに 補 償 要 素 の 導 入 を 可 能 に す る た め に は モ ニ ッ ク 多 項 式 P R T, FQ, D を 用 いて F Q D { P y R u } F T { P y R u }. 7 と 表 す.これよりMMCは Q D R u { Q D P T P = P } y T R u 8 4 となる.あるいは0を 用 いてのように 表 すこ とも 可 能 である. R = 5 例 題 次 のような 次 のシステムと 次 の 規 範 モデル F = P R 6 P pp + Rp, R r r, P p, R r 4.. を 考 え D とする.このとき T, Q とおくことができ 8は r a 60mm 00mm r u 0mm α th 5 { 40 5 p p p } y F F r u { p p p Fig.8 p p} y α th F r ua. となる.これよりMMCは r a = 60mm α th = 35 u u r 0.8 p p p p p 4.. y th 00mm 50mm 0mm r u F th と 求 まる.ここで が 通 常 の 積 分 器 の 導 入 で あり 0 が 積 分 器 なし その 中 間 の 0 の Fig.9 F ときは 積 分 機 能 の 能 力 の 何 割 かの 導 入 となる. 具 体 的 には 数 値 例 のグラフを 参 照 されたい. この 結 果 は 従 来 法 でも 導 出 可 能 であるが より 簡 単 に 導 かれている.さらに T の 次 数 を 大 きく したり あるいは T t t のように 自 由 パ ラメータを 増 やすことは 可 能 であるが その 役 割 指 針 については 不 明 であり オブザーバ 理 論 と 同 様 に 安 定 多 項 式 である 以 外 の 条 件 をつけるのは 困 難 と 予 測 している. 3. 差 分 方 程 式 系 Fig.8 前 節 では パルス 伝 達 関 数 で 表 されるシステム を 対 象 としてきたが そのままでは 非 線 形 系 に 拡 張 することは 困 難 であるので システムを th F 差 分 方 程 式 で 表 現 してみる. 線 形 差 分 方 程 式 th = 系 00mm はパルス 伝 達 関 数 と 等 価.00 であるので 前 節 で 述 べた 提 案 す るモデルマッチング 法 がそのまま 適 用 されるのは 当 th 然 = であるが その 00mm 結 果 が 自 然 に 非 線 形 系 に 一 般 化 できることが 特 徴 である. 3. 線 形 系 線 形 システムを y n j0 p y j で 表 し 規 範 モデルを y n j0 j p j y n j0 j r u j とする.このとき Fig.9 制 御 の 目 的 は その 閉 ループ 系 が y n p y j n j j 4. EKF-SLAM j0 j0 となるように 制 御 入 力 u を 求 めることである. EKF-SLAM 従 って 前 節 と 同 様 に Fig.0 EKF-SLAM n n Q D y p j y j r ju j j 0 j 0 C 3m D n 5m T y pj y j m/h j0 5 n EKF-SLAM r ju j j0 と 置 き これから u を 求 めればよい.ここで 重 要 なことは に r u の 項 があり 従 って u 0 j n r j j0 r u u j j 9 0

18 8 小 西 亮 介 : 次 世 代 型 知 的 電 動 車 いすの 開 発 に 関 する 研 究 y x C Fig.0 xy D x y a b c3 4 Fig.0 TableTable3 Fig.Fig. C C 3 GOAL GOAL D EKF-SLAM C e5 Fig. C a b c LRF EKF-SLAM LRF EKF-SLAM Fig. e5 D

19 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 / 工 学 部 研 究 報 告 第 4 号 9 Table C R u { P P } y R u 4 具 体 的 には 数 値 例 のグラフを 参 照 されたい. EKF-SLAM Oometry あるいは x[cm] y[cm] θ[ ] x error [cm] y error [cm] この θ 結 error [ ] 果 は x 従 来 error [cm] 法 でも y 導 error [cm] 出 可 θ 能 であるが より error [ ] A -3.5 B C.86 簡 単 に 導 かれている.さらに T の 次 数 を 大 きく u u y u K G G G したり あるいは T t t のように 自 由 パ A KG R 6a ラメータを 増 やすことは 可 能 であるが その 役 割 B P 5 P b 指 針 については 不 明 であり オブザーバ 理 論 と 同 様 に 安 定 多 項 式 である 以 外 の 条 件 をつけるのは C R c 困 難 と 予 測 している. が 求 まる.ただしこれは n n m m の 場 3. 差 分 方 程 式 系 合 であり egg n eg Table A 3 n とする D EKF-SLAM Oometry ことにより 実 現 可 能 な 制 御 入 力 MMCが 得 x[cm] y[cm] θ[ ] x error [cm] y error [cm] 前 θ 節 では パルス error [ ] x error [cm] 伝 y達 関 error [cm] 数 で θ表 されるシステム error [ ] られる.これを 一 般 化 し さらに 508 -補 償 要 -.78 素 の 導 入 8.89 を 対 5.74 象 としてきたが そのままでは 非 線 形 系 に 拡 張 することは 8.78 困 難 であるので システムを 差 分 方 を 可 能 に す る 3 た 998 め に は 50.5 モ 3 ニ ッ ク 多 項 式 3.3 程 式 4.63 で 表 現 してみる 線 形 差 分 方 -3.6 程 式 系 はパルス T, Q, D 4 を 用 968 いて 伝 達 5.60 関 数 と 等 価 -6.3 であるので 前 節 で 述 べた 提 案 す Q D { P y R u } るモデルマッチング 法 がそのまま 適 用 されるのは T { P y R u }. 7 当 然 であるが その 結 果 が 自 然 に 非 線 形 系 に 一 般 と 表 す.これよりMMCは 化 できることが 特 徴 である. LRF Q D R u { Q D P T P } y T R u EKF-SLAM 8 3. 線 形 系 となる.あるいは0を 用 いてのように 表 すこ, WIT00-66pp.9-34, 線 形 システムを とも 可 能 である. 00. n n 例 題 次 のような 次 のシステムと 次 の 規 y 範 モデル p j y j r ju j 9 j0 j0 SSS003-,pp.-4, 003. P p,, p R r r で 表 し 規 範 モデルを P p, R r 3 n n を 考 LRF え D とする.このとき T,, y Q とおくことができ 8は, pj y j rju j 0 j0 j0 r C, Vol.69, No.688, pp.0-7, 003. r u とする.このとき 制 御 の 目 的 は その 閉 ループ 系 { p p p } y が 4 G. PiresU. Nunes, A wheelchair steere n n r u through voice commans an assiste by a reactive fuy-logic pj y j y controller, rju j Journal of Intelligent { p p p p p} y j0 j0 an Robotic Systems, Vol.34, No.3, pp.30-34, となるように 制 御 入 力 u を 求 めることである. 6. r u. 00. 従 って 前 節 と 同 様 に となる.これよりMMCは 5 L.M.BergasaM.MaoA.GarelR.Barea n n, Q r L.Boquete, D y Commans p j ygeneration j by r juface move- ments j u. u r j0 j0 applie to the guiance of a wheelchair. for hanicappe people, International Conference p p p p p n y on Pattern T y pj y j Recognition, Vol.4, No., j0. pp , 000. C50055 r n u 6,. r ju j, j0 と 求 まる.ここで が 通 常 の 積 分 器 の 導 入 で と 置 き これから u を 求 めればよい.ここで 重 あり 0 が 積 分 器 なし その 中 間 の 0 の 要 なことは に,, r0u の 00. 項 があり 従 って u ときは 積 分 機 能 の 能 力 の 何 割 かの 導 入 となる.

20 0 小 西 亮 介 : 次 世 代 型 知 的 電 動 車 いすの 開 発 に 関 する 研 究 7, 6, Vol.D3-, pp , Ohnishi, N an Imiya, A, Corrior navigation an obstacle avoiance using visual potential fiel, In Canaian Conference on Computer an Robot Vision, pp.3-38, ,,, Vol.000,pp.0, Denis Wolf an Gaurav S. Suhatme, Online Simultaneous Localiation an Mapping in Dynamic Environments, Proc. of IEEE International Conference on Robotics an Automation, 004.,,, Vol.5, No.8, pp.55-6, 007. Young-Ho Choi an Tae-Kyeong Lee an Se- Young Oh, A line feature base SLAM with low grae range sensors using geometric constraints an active exploration for mobile robot, Autonomous Robots, Vol.4, pp.3-7, 008. 受 理 平 成 年 0 月 9 日

21 Measurement of the Aciity an Fine-control of the Pore-opening Sie of Zeolites Mii NIWA Department of Chemistry an Biotechnology, Grauate School of Engineering, Tottori University, Tottori, Japan Abstract: Zeolite has the fine property of strong aciity an micro porosity, with which active an selective catalysts are evelope. Our stuies on eolites, measurement of the aciity using ammonia temperature programme esorption an fine control of the pore-opening sie by chemical vapor eposition of silica, are reviewe. Key Wors: Zeolite catalyst, Aciity, Silica CVD. Introuction It is my proposal as Eitor that the professor belonging to the Faculty of Engineering summaries his/her stuy upon his/her retirement, an submits it to the Research Activity Report. Because this is not the uty, we can select either to write or not to write the review. I am not sure the statics in etail, however more than 50 % of the retire professor seems to accept an invitation of the review submission. The submitte review is uploae to the homepage of the Grauate School automatically, an therefore everyboy can rea the review freely. I thin, therefore, that the submission of the review to the Grauate School of Engineering is, more or less, effective to mae everyboy nown of our research activity in Tottori University. Google an Yahoo search engines probably will fin the research activity uploae in our home-page. I want to review my stuies on eolite catalysts, because these are my most important stuies carrie out in this University as well as in Nagoya University []. However, the review on these stuies is not new at all, because I ha a lot of chance to summarie these investigations in various journals of the acaemic society. Therefore, I want to report our research activity which is strongly associate with the stuent activity. Some of them are thus personal reports which were not written in the publishe paper. This is consiste of two parts; first, eolite aciity, an secon, chemical vapor eposition of silica. The former part has alreay been publishe in Chonnam National University, Korea, because it was written upon request by Prof. Dr. Jong-Ho Kim who is use to belong to our epartment.. Measurement of the aciity. Number of the aci site Aciity of eolite is create by an Al atom incorporate in the eolite framewor, an the aci strength is governe by the structure of the aci site consisting of Si, Al an O atoms. Number of the aci site is relatively easy to now the significance. The h-pea high temperature pea of the ammonia TPD tells us the number of ammonia asorbe on the aci sites. However, in the usual conitions, the number of aci site is limite ue to the spatial requirement. It is interesting to now the number of aci site on the Y eolite, because it is limite by the surface concentration. One ay, a stuent Kageyama un reporte me his experimental result of the Y eolite aciity. I surprise to see his experimental result because the number of aci site was too large to be expecte. Usually, number of the aci site is less than.5 molg - of the eolite. If the number of the aci site is greater than this value, usually something is wrong. Ammonia TPD experiment is easy to o in my laboratory, because everyboy epens on the automatic apparatus. They measure the amount of sample an installe it in the TPD cell. After the sample is set in the apparatus, they have nothing to o, an next ay the experimental result is shown on the computer es. Therefore, noboy has the mistae of the experiment. What is the reason of the too large experimental fining? Because he measure the aciity of the ammonium Y eolite was the reason. He i not now a precise proceure of the experi-

22 丹 羽 幹 :Measurement of the Aciity an Fine-control of the Pore-opening Sie of Zeolites 6 60 Aci amount / mol g : stoichiometry Enthalpy change / J mol a b [Al] - [Na] / mol ḡ Fig.. Number of the aci site against the Al-Na concentration on in situ an ex situ prepare Y eolites. ment of eolite, because he was an unergrauate stuent an stuie the eolite for just a few months. However, his mistae tol us an important character of the eolite aciity. Usually, we prepare the proton type eolite by removing ammonia from the ammonium type eolite at such a high temperature as 773 K. After the treate sample is store in a sample bottle or expose to the atmosphere, the experiment of the ammonia TPD is carrie out. However, Kageyama un sippe the pretreatment of the sample. From the observation, we unerstan that Y eolite has shown the soli aciity ue to the inclue Al atom even when the number of aci site is greater than.5 molg -, as far as it is unexpose to the atmosphere. We name such a prepare eolite, in situ prepare Y eolite, which is iscriminate from the ex situ usually prepare eolite. Figure shows the experimental observations of the soli aciities of in situ an ex situ prepare Y eolites []. In situ prepare Y eolite shows the aciity which almost agrees with the number of Al up to 5 molg - of the framewor concentration. However, the ex situ prepare Y eolite shows the number of aci site which is less than.5 molg -, an the volcano-shape relation between the numbers of aci site an of Al concentration was observe. Too many atoms of Al o not show the soli aciity. From the observation, we can unerstan that the aci sites are collapse when too many sites are conense in a limite surface. Because the specific surface area of eolite is about 0 0 [Al] - [Na] / mol g - Fig.. H as a parameter of the aci strength against the Al-Na concentration on H-morenite a anzsm-5 b. 400 m g -, the maximum surface concentration of the aci site is ca. nm -. In other wors, the surface concentration of the aci site oes not excee nm -. Aci sites o not exist when the surface concentration is over nm -. On the highly conense conitions, the aci sites interact mutually to estroy the site each other, i.e., a spontaneous collapse of the aci site is expecte. It is further prove by an experiment that water humiity helps to brea the aci sites. Therefore, we name it a maximum surface concentration of the aci site. This is an important observation of the character of the aci site. The concept of the maximum surface concentration of the aci site is an iea applicable also to the metal oxie monolayer catalysts. Vanaium, molybenum, tungsten, an sulfate anion oxies loae on tin, irconium, an titanium oxies show the soli aciity of which the surface concentration o not excee the value of ca. nm -. Therefore, this value is useful to stuy the soli aciity.. Strength of the aci site On the other han, the concept of strength is not easy to unerstan. The most simple an incorrect iea is the strength measure from the temperature of the ammonia esorption. It loos lie correct, but contains a serious mistae. Temperature of the ammonia esorption is influence strongly by the experimental conitions as well as by the number of the aci site. It is not ifficult to fin the incorrect ex-

23 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 / 工 学 部 研 究 報 告 第 4 号 3 planations of the strength of aci sites even in the famous international journal. So many papers report the strength just by measuring the temperature of the ammonia esorption, but these are not correct. We first observe that the temperature of ammonia esorption was influence by the contact time of the carrier gas, W/F, when we stuie the ammonia TPD in the occasion of the project of the reference catalyst, catalysis society of Japan. Temperature shifte to high with increasing the W/F by about 00 K. Such a large shift of the temperature was cause by changing the contact time of the carrier gas largely. Usually, it is ifficult for a single researcher to change the W/F so largely, because the apparatus oes not allow the experiments.. After many stuies ha been carrie out, we arrive at the conclusion of a correct unerstaning of the ammonia TPD experiment. Equilibrium is ept always in the TPD experiment between ammonia molecules on the surface of eolite an in the gas phase, an a small portion of ammonia molecules is esorbe to show the profile of esorption, i.e., ammonia TPD. Thermoynamics an material balance of the ammonia esorption provie us with a simple equation of the ammonia TPD shown below, i.e., C g 0 A0W P H S exp exp F T RT RT R where,, W, F, P 0, R, an T are coverage by ammonia, ramp rate of the temperature elevation, weight of the eolite, flow rate of the carrier, pressure at stanar conitions, gas constant, an temperature. A 0 is the number of aci site, an H an S are changes of enthalpy an entropy upon the ammonia esorption. Cg is the concentration of ammonia in the gas phase, an this equation shows that Cg changes with the rate of ecrease of with T, which is exactly the same as ammonia TPD profile. The most important an funamental observation of the TPD experiment is a constant S inepenent of the eolite species. Entropy increases upon esorption phase transformation an then mixing with helium carrier gas mixing. The change of entropy upon mixing with helium carrier is calculate from the concentration of ammonia in the gas phase. S upon esorption can be therefore calculate from the experimentally measure value. Finally, S upon esorption is foun to be ca. 95 J K - mol -, which is Absorbance K 373K Wavenumber/cm - Fig. 3. An enlarge portion of the ifference spectra in the region of the Brønste OH measure by the IRMS-TPD of ammonia on H-Y eolite: otte line shows the reference spectrum before the asorption of ammonia an soli lines show the ifference spectra after the asorption of ammonia. very similar to the S upon vaporiation of liqui ammonia. This means that the change of entropy upon esorption is ue to the change of translational energy of ammonia molecule, which supports the theoretical consieration of the ammonia TPD. A constant value of the S gives us the strict bacgroun to confirm the valiity of erive equation of ammonia TPD. In the laboratory, the ammonia TPD profile is calculate with the Microsoft Excel base on the above equation with a constant S an assume H in orer to simulate the experimentally observe one. Figure shows thus etermine H for eolites morenite an ZSM-5 with ifferent concentrations of aci sites. The measure H as a parameter of the aci site strength epens on the eolite crystal structure inepenent of the concentration of Al. This conclusion about the strength of aciity le to further investigation on the aciity an structure of eolites..3 Combine stuy on the eolite aciity Ammonia TPD has a serious rawbac, because no information is provie for the structure of aci site

24 4

25 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 / 工 学 部 研 究 報 告 第 4 号 5 Fig. 6. Correlation between the TOF of hexane cracing at 773 K an the H for ammonia asorption on eolites, H-Y, LaH-Y, BaH-Y 3, CaH-Y 4, ex-situ H-β 5, H-β 5, H-ZSM-5 6, EDTA-USY 7, ex-situ H-MCM- 8, H-MCM- 8, an NaH-morenite 9. rience, when we calculate the energy for ammonia esorption from the DFT; because the H has been measure from the experiment of ammonia IRMS-TPD base on the erive equation, an also the energy for ammonia esorption is calculate from the quantum chemical theory; an both parameters agree well, as shown in Figure 4 [4]..4 Origin of the aciity strength an the cracing catalysis Two important finings about the aciity are iscusse. First topic is on the origin of the aciity. So often we have questions on the origin of the aciity. We state that the strength is governe by the structure base on the experimental finings. DFT calculation gives us the value of energy as well as the precise parameter of the structure. Therefore, after the calculation, there are uncountable ata of the structure of eolite aciity which coul be correlate with the energy parameter. Al-O bon istance an Si-O-Al angle are raise as ey geometrical parameters to influence on the strength of aciity. However, precisely analysis of the structure an geometry tells us the strength of the aciity is correlate with both the istance an the angle between two neighbore triangles, as shown in Figure 5 [5]. This means that the compression by two neighbor triangles into the Fig. 7. Activation energy for the cracing of hexane an octane plotte against the H on the eolites, to 9 referre to in Fig. 6. cluster SiOHAl inuces the strong Brønste aciity. The compression to the Brønste aciity from the surrouning triangle is estimate to be so wea in the meso-porous materials. In fact, the silico-alumino meso-porous materials o not show the strong aciity. The most important an interesting observation is a relation between the catalytic activity an the soli aciity. Our interest is irecte to unerstaning the activity for the cracing of alane, octane an hexane. Our approaches to the unerstaning the catalysis are mae by measuring turn-over frequency TOF an activation energy. The catalytic activity was measure by controlling the temperature an the partial pressure of alane so that the mono-molecular reaction was measure. Number an strength of the Brønste OH were measure in etail. When the multiple sites of the Brønste OH exist, the accessible an active OH only is selecte as active sites. Thus, TOF which is the rate ivie by number of the active site is plotte against the H, as shown in Figure 6 [6]. In the cracing of both octane an hexane, the volcano relationships were observe. In both cases, ZSM-5 an MCM- which have the H about 35 to 40 J mol - showe the maximum values. Activation energies of the cracing were measure, an these values are plotte against the H as a parameter of aci strength in Figure 7. Activation energies ecrease with increasing the strength of aci sites. However, the cracing of octane on NaH-morenite in Figure, shown 9 eviates strongly from the rela-

26 6 丹 羽 幹 :Measurement of the Aciity an Fine-control of the Pore-opening Sie of Zeolites tionship. Further precise stuy is require to unerstan the relationship more profounly. Thus, it will be so interesting to apply the combine technique to unerstaning the aciity an catalytic activity on various eolites synthesie an moifie by various methos. 3. CVD of silica 3. Intention of the moification an finings Once I was ase, Why i you try the moification of eolites by silica? What i you expect from the experiment? Unfortunately, I i not have a clear an noble intention. I just trie the moification with an intention of changing the catalyst property. I expecte first that the aloxie moifie the eolite totally. To say correctly, I expecte that the aciity woul be moifie by the eposition. Actually, a technical term of chemical vapor eposition was not on our ieas. We unerstoo that our moification woul be inclue in one of the supporting methos of metal oxie. The term of chemical vapor eposition CVD was use in the publication of the communication in Chem. Commun., when the Eitor change the title of the paper into a vapor-phase eposition metho [7]. The first reagent I have use is silicon tetra-ethoxie SiOC H 5 4, which is usually abbreviate into TEOS. However, in the experiment using the reagent, the weight of catalyst i not increase as expecte. I thought it was cause by molecular sie largeness. An I looe for a smaller molecule, an foun silicon tetra-methoxie SiOCH 3 4 in a catalogue of Shinetsu Silicon. In the next experiment using the silicon-methoxie, I foun the increase of weight by the eposition enough to moify the material. Two experiments were carrie out after the moification. Actually, I ase Mr. H. Itoh who was a grauate stuent to o the experiments; ammonia TPD an methanol conversion were teste on the moifie eolite morenite. Ammonia TPD was not change after the moification. However, prouct istribution in the methanol conversion change ramatically. Benene an toluene were the large molecules forme from the methanol conversion. It was not ifficult to reply the question; i.e., only the pore sie is enclose without the moification of insie structure [8]. Asorption of water an o-xylene on the moifie eolite gave us further clear an interesting finings. Because water an o-xylene ha the molecular iameters of 0.6 an 0.63 nm, respectively, I stuie the asorption of small an large molecules. Asorption of water was not change at all after the moification, but the asorption of o-xylene was suppresse greatly. The asorption amount of o-xylene was so small, an it was expecte ue to the asorption on the external surface. 3. Excellent shape selective reaction an asorption During the stuy on the CVD of silica, I encountere excellent finings three times; selective cracing of linear alane in preference to branche alane on morenite, selective formation of p-xylene among xylene isomers as a result of toluene alylation an isproportionation on ZSM-5, an 3 separation of oxygen an nitrogen on eolite A. Among them, the most important stuy that rew people s attention is unoubtely the p-xylene selective formation. Para-xylene is an important raw chemical compoun to prouce plastics an fiber, an prouce by many inustrial companies. The first observation was reveale by an experiment of methanol conversion on HZSM-5. Proucts in the reaction inclue various alanes, olefins, an aromatics. Prouct istribution of the methanol co n- version change small by the eposition of silica; however the istribution of xylene isomers change greatly, an o- an m-xylenes were not forme at all with p-xylene remaine forme selectively at the eposition of silica [9]. Figure 8 shows the excellent shape selectivity to form p-xylene among xylene isomers from methanol conversion on the SiHZSM-5, reporte in 986. Shoul the stuy be carrie out nowaays, most probably, we woul mae a patent claim to not only omestic but also international communities. But, we i not have such a research circumstance at the time of 986, an also we i not unerstan correctly the importance of the technique. It was 99 when we publishe the selective formation of p-xylene in the alylation an isproportionation of toluene [0]. Obviously, it was too late to claim our priority of the

27 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 / 工 学 部 研 究 報 告 第 4 号 7 Fig. 8. Xylene isomers yiels with increasing the amount of silica eposite on the HZSM-5. O- Δ, m- an p- xylenes were forme as a result of methanol conversion. investigation. A similar stuy ha alreay been publishe elsewhere. For example, Prof. Iai Wang of National Taiwan University publishe the selective formation of p-xylene base on the silica moifie HZSM-5. However, he visite us in Nagoya University before the publication, an then stuie the CVD technique for their evelopment of the selective catalytic process. There was a group tour of research on the catalysis from Taiwan, an five to six researchers visite to Nagoya University. He first propose a metho of in situ CVD metho, where the extent of eposition was controlle by flowing methanol an toluene simultaneously with aloxie in orer to examine the egree of moification from the selectivity of p-xylene formation. This practical metho first propose by Wang was followe by Inian chemical inustry an Prof. O Connor of Cape town. Inian Petrochemicals le by Dr. Halgeri who is use to be a member of Ono laboratory of Toyo Institute of Technology evelope an inustrial chemical process of p-iethylbenene prouction. I guess that some other companies in the worl utilie the CVD an a similar technique to evelop the shape selective catalytic reaction, but it remaine unopene yet. 3.3 Prospects in future stuy This technique of silica CVD has been stuie by many researchers in the worl. On the other han, similar techniques are stuie recently for the evelopment of the shape selective eolite catalyst. One of them is chemical liqui eposition CLD using TEOS. Aloxie is eposite on the eolite in the liqui phase of such an organic solvent as heptane. Because of the organic solvent utiliation, the temperature of CLD may be maintaine at the temperatures lower than 373 K. The amount of eposite silica may be ifficult to be correctly measure. Concept of the metho is not ifferent from that of CVD. However, fine an successful applications of the metho have not seen before. Because I have not yet carrie out the liqui phase eposition of silica, further comments on this metho is ifficult. Ho w- ever, I believe that the silica on the external surface of eolite coul be stabilie in a similar structure, when any in of methos is aopte, as long as the process conitions are aequately controlle. Selection of the metho to eposit the silica epens on the hanling easiness an the require cost, i.e., it epens on the economic balance of money an energy. References Receive, October 8, 00 [] M. Niwa, N. Kataa, K. Oumura, Characteriation an Design of Zeolite Catalysts; Soli Aciity, Shape Selectivity an Loaing Properties, Springer-Verlag, Berlin Heielberg, 00. [] N. Kataa, Y. Kageyama, M. Niwa; Aciic Property of Y- an Morenite-Type Zeolites with High Aluminum Concentration uner Dry Conitions, J. Phys. Chem. B, 04, [3] K. Suui, N. Kataa, M. Niwa, "Detection an Quantitative Measurements of Four Kins of OH in HY Zeolite", J. Phys. Chem., C,, , 007. [4] K. Suui, G. Sastre, N. Kataa, an M. Niwa, Perioic DFT Calculation of the Energy of Ammonia Asorption on Zeolite Brønste Aci Sites to Support the Ammonia IRMS TPD Experiment, Chem. Lett., 38, [5] N. Kataa, K. Suui, T. Noa, G. Sastre, M. Niwa, Correlation between Aci Strength an Local Structure in Zeolite, J. Phys. Chem. C, 3,

28 8 丹 羽 幹 :Measurement of the Aciity an Fine-control of the Pore-opening Sie of Zeolites [6] N. Kataa, K. Suui, T. Noa, W. Miyatani, F. Taniguchi, M. Niwa, Correlation of the cracing activity with soli aciity an asorption property on eolites Appl. Catal., A: General, 373, [7] M. Niwa, H. Itoh, S. Kato, T. Hattori, Y. Muraami: "Moification of H-Morenite by a Vapour-phase Deposition Metho", J. Chem. Soc. Chem. Commun., [8] M. Niwa, S. Kato, T. Hattori, Y. Muraami, "Fine Control of the Pore-opening Sie of the Zeolite Morenite by Chemical Vapour Deposition of Silicon Aloxie", J. Chem. Soc., Faraay Trans. I, 80, [9] M. Niwa, M. Kato, T. Hattori, Y. Muraami, "Fine Control of the Pore-opening Sie of Zeolite ZSM-5 by Chemical Vapor Deposition of Silicon Methoxie", J. Phys. Chem., 90, [0] T. Hibino, M. Niwa, Y. Muraami, "Shape Selectivity over HZSM-5 Moifie by Chemical Vapor Deposition of Silicon Aloxie", J. Catal., 8, 受 理 平 成 年 0 月 9 日

29 9 タンパク 質 のフォールディングを 補 助 するシャペロニンの 構 造 と 働 き 溝 端 知 宏 河 田 康 志 鳥 取 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 鳥 取 大 学 大 学 院 医 学 系 研 究 科 Structure an function of chaperonins, molecular assistants of protein foling Tomohiro MIZOBATA an Yasushi KAWATA Grauate School of Engineering an Grauate School of Meical Science, Tottori University Tottori Japan Abstract: Proteins in the cell are routinely expose to various conitions that promote unfoling an irreversible aggregation. Chaperonins act to prevent protein enaturation an aggregation by sequestering aggregation-prone protein molecules an encouraging recovery. Chaperonin function is supporte by various static an ynamic characteristics of its unique structure. This article summaries some of our results regaring the structural characteristics that support the function of the Escherichia coli chaperonin GroE. Keywors: Protein foling, Stress response, Molecular chaperones, Chaperonins.はじめに タンパク 質 が 生 物 の 中 で 様 々な 生 理 的 機 能 を 果 たす 際, 正 しい 立 体 構 造 が 形 成 されているフォールディングさ れていることが 機 能 発 現 に 不 可 欠 である 環 境 要 因 に よりこのタンパク 質 の 構 造 が 変 化,もしくは 失 われる 変 性 するとそのタンパク 質 の 機 能 も 失 われ, 大 規 模 なタ ンパク 質 の 変 性 は 細 胞 の 生 存 そのものを 脅 かす 生 物 に はこのようなタンパク 質 の 大 規 模 変 性 を 防 ぎ, 細 胞 を 守 ることを 専 門 とする 分 子 シャペロンという 一 群 のタンパ ク 質 が 存 在 する [] 分 子 シャペロンは, 細 胞 がストレスにさらされた 際 に タンパク 質 の 構 造 の 保 護,タンパク 質 の 増 産,そして 逆 にタンパク 質 の 分 解 促 進 など,タンパク 質 に 関 連 するあ らゆる 経 路 のコントロールに 関 与 する 分 子 シャペロン の 中 でもシャペロニンと 呼 ばれるタンパク 質 は, 変 性 し, 会 合 して 沈 殿 を 形 成 する 恐 れのあるタンパク 質 を 直 接 認 識 し 一 時 的 に 溶 媒 から 隔 離 することで 構 造 の 再 形 成 を 促 す 従 って,シャペロニンの 作 用 は 細 胞 内 におけるタン パク 質 の 構 造 形 成 とその 維 持 というシステムを 理 解 する 上 で 大 変 重 要 な 位 置 を 占 める []. 大 腸 菌 シャペロニン GroE 大 腸 菌 のシャペロニンタンパク 質 GroE は 代 表 的 なシ ャペロニンタンパク 質 として 国 内 外 で 熱 心 に 研 究 されて いる GroEL は 大 小 種 類 のタンパク 質 分 子 により 構 成 され, 分 子 量 約 57,000 の GroEL タンパク 質 が 4 分 子, 分 子 量 約 0,000 の GroES タンパク 質 が 7 分 子 会 合 し, 合 計 量 体 の 複 合 体 を 形 成 する [3] 図 複 合 体 にお いて GroEL は 7 員 環 のリング 状 構 造 を 形 成 し,このリン グが 背 中 合 わせに 会 合 する 形 で 4 量 体 を 構 成 する GroES は 7 員 環 リング 構 造 として 複 合 体 に 結 合 する GroES 7 GroEL 7 GroEL 7 図.GroE の 立 体 構 造 [3] GroEL はドメインを 示 す3 色 赤, 緑, 青 で 表 示 され,GroES はシアンで 表 示 さ れている 本 稿 のタンパク 質 立 体 構 造 模 式 図 は MOLMOL で 作 成 した [4]

30 30 溝 端 知 宏 河 田 康 志 :タンパク 質 のフォールディングを 補 助 するシャペロニンの 構 造 と 働 き 図 に 示 したGroEL4 量 体 の 上 下 両 端 には 変 性 タンパ ク 質 や GroES を 結 合 する 部 位 がカ 所 ずつ 存 在 する GroEL はアデノシン5 三 リン 酸 ATPを 結 合 し,こ れを 加 水 分 解 する 活 性 をもっているが, 興 味 深 いことに, ATP を 結 合 していない GroEL は 変 性 タンパク 質 と,ATP を 結 合 した GroEL は GroES と 優 先 的 に 結 合 する 性 質 を 示 す [5] ATP こし,GroES と 結 合 する 構 造 へと 変 化 する このとき, 先 に 結 合 していた 変 性 タンパク 質 は GroEL のリング 中 央 部 に 誘 導 され,この 上 にかぶさるように GroES が 結 合 してカプセル 状 の GroEL タンパク 質 GroES3 者 複 合 体 を 形 成 する ATP ~0 s 図 3.GroE の 反 応 メカニズムを 示 す 模 式 図 [] この 図 では GroEL が 変 性 タンパク 質 と 結 合 し,GroES とともに カプセル 状 の 複 合 体 に 隔 離 して 約 0 秒 間, 構 造 再 形 成 を 促 すまでの 反 応 過 程 を 示 す 図.GroES サブユニットのドメイン 構 造 [3] 赤 ; 頂 上 ドメイン, 緑 ; 中 間 ドメイン, 青 ; 赤 道 ドメイン 左 側 の 構 造 が ATP を 結 合 していない GroEL の 構 造 で,ATP の 結 合 に 伴 い,サブユニットの 構 造 は 右 の 構 造 へと 変 化 する ATPの 結 合 に 応 じて 変 性 タンパク 質 とGroESに 対 する 親 和 性 を 切 り 替 える GroEL のサブユニット 構 造 は 3 個 の ドメイン と 呼 ばれる 構 造 単 位 により 構 成 される 図 赤 道 ドメイン 図, 青 は GroEL の 7 員 環 リング 同 士 が 会 合 する 部 位 であり,4 量 体 構 造 の 中 央 赤 道 に 位 置 する 図 参 照 ATP の 結 合 加 水 分 解 部 位 も 赤 道 ドメイン 内 に 存 在 する GroEL の 頂 上 ドメイン 図, 赤 は GroEL4 量 体 の 両 端 にある 変 性 タンパク 質 GroES 結 合 部 位 を 形 成 しており,ATP の 結 合 状 態 に 応 じ て 変 性 タンパク 質 やGroESとの 結 合 を 切 り 替 える 働 きを 直 接 担 当 している この 個 のドメインの 間 に 挟 まれる 形 で 中 間 ドメイン 図, 緑 が 存 在 し, 赤 道 ドメイン と 頂 上 ドメインの 間 で 情 報 を 伝 達 する 役 割 を 担 っている [6] GroE が 変 性 タンパク 質 を 認 識 し,GroES とともに 自 身 の 構 造 内 部 に 取 り 込 むまでの 反 応 過 程 を 図 3 に 示 した 疎 水 性 の 高 い 部 位 を 露 出 させた 変 性 タンパク 質 が 近 づく と GroEL はその 疎 水 部 位 を 頂 上 ドメインで 認 識 し, 結 合 する 次 に, 変 性 タンパク 質 を 結 合 した 側 の GroEL7 員 環 に ATP が 結 合 すると GroEL は 大 規 模 な 構 造 変 化 を 起 この 複 合 体 はGroELがATP をADP に 加 水 分 解 するま で 安 定 であり0 秒 程 度,その 後 GroEL のもう 一 方 のリングに 変 性 タンパク 質 や ATP が 結 合 することで GroES が 解 離 し,そして 閉 じ 込 められたタンパク 質 が 溶 媒 へ 放 出 される GroE はこのように 変 性 タンパク 質 の 結 合 と 隔 離 をつの 部 屋 で 交 互 に 繰 り 返 し,エンジンのよ うな 振 る 舞 いを 分 子 レベルで 見 せる 我 々は, 大 腸 菌 内 におけるタンパク 質 の 構 造 と 機 能 維 持 に 大 きく 関 与 する GroE の 機 能 メカニズムをより 詳 細 に 理 解 することがタンパク 質 のフォールディング 反 応 全 般 に 対 する 理 解 につながると 考 え, 様 々な 実 験 法 を 活 用 して GroE を 解 析 し 続 けている 中 でも,GroEL のユニ ークな 機 能 とそのサブユニットの 構 造 との 関 係 を 明 らか にするために,GroEL の 様 々な 変 異 体 を 用 いて 分 子 メカ ニズムの 解 析 を 続 けてきた 3.GroEL サブユニットのドメイン 間 連 携 と 機 能 : 赤 道 ドメイン 中 央 ドメイン 間 ヒンジの 役 割 GroEL サブユニットは3 個 の 明 確 なドメインにより 構 成 されているが,それぞれのドメインは 蝶 番 ヒンジ と 呼 ばれる 細 い 部 位 で 連 結 されており,GroE の 結 晶 構 造 解 析 によると GroEL は ATP の 結 合 と 加 水 分 解 に 応 じて ヒンジを 支 点 にドメインの 配 置 を 変 化 させている GroE の 機 能 発 現 には GroEL が 変 性 タンパク 質 や GroES とのやりとりをダイナミックに 変 化 させる 必 要 が あることが 推 定 されたので, 我 々は 特 にドメインを 連 結

31 3

32 3 溝 端 知 宏 河 田 康 志 :タンパク 質 のフォールディングを 補 助 するシャペロニンの 構 造 と 働 き か, 実 験 を 試 みた ヒンジ の 内 部 にはグリシン 残 基 が 3 個 含 まれており Gly374, Gly375, Gly9,この 部 位 はきわめて 自 由 度 が 高 いことが 推 察 された この3 カ 所 のアミノ 酸 残 基 をそ れぞれトリプトファン 残 基 に 置 換 した Gly374 Trp 変 異 と Gly375 Trp 変 異 については 野 生 型 と 全 く 同 じ 性 質 を 示 す 変 異 体 が 得 られたが,Gly9 をトリプトファンに 置 換 した 場 合,タンパク 質 のフォールディングを 補 助 す る 能 力 が 大 幅 に 低 下 した 変 異 体 が 得 られた [8] 図 8 より 詳 細 な 実 験 を 行 った 結 果,GroEL G9W 変 異 体 は ATPが 結 合 していない 状 態 でもGroESと 大 変 強 く 結 合 す る 性 質 を 示 すことが 判 明 した GroEL G9W 変 異 体 はヒ ンジにトリプトファン 残 基 を 導 入 した 結 果 ATP 結 合 時 の 構 造 にサブユニットが ロック された 構 造 をとるよ うになった [8] 図 9 図 7.Gly9 の 位 置 図 中 黄 色 GroEL の 構 造 は ATP を 結 合 した 状 態 を 表 す 図 9.GroEL G9W 変 異 体 の 電 子 顕 微 鏡 写 真 拡 大 図 ; 文 献 [8]より 図 中 A~J は ATP を 含 まない GroEL G9W サンプルの 電 子 顕 微 鏡 写 真 より 分 子 を 上 から 眺 めたイメージをサンプリングしたもの,K~O は 同 じ 写 真 より 分 子 を 横 から 眺 めたイメージをサンプリングしたも のである ATP が 添 加 されていないにもかかわらず K~O のイメージでは GroES を 結 合 する 構 造 に 近 い GroEL の 形 状 が 確 認 できる 図 参 照 図 8.ヒンジ 部 位 に 導 入 された GroEL を 用 いたタンパ ク 質 のフォールディング 反 応 文 献 [8]より 実 験 には 牛 由 来 ローダニーズを 使 用 し,ローダニーズが 完 全 変 性 状 態 から 活 性 を 回 復 する 度 合 いを 百 分 率 で 示 した 反 応 中 に 添 加 した GroE 変 異 体 の 種 類 を 横 軸 に 示 す なお, WT は 野 生 型 GroEL を 添 加 した 反 応,Spont は GroE を 含 まない 自 発 的 な 回 復 反 応 の 結 果 図 5 のTIM の 場 合 とは 異 なり,ローダニーズは 単 独 で 完 全 変 性 状 態 から 回 復 す る 能 力 に 乏 しく,GroE の 補 助 を 必 要 とするタンパク 質 で ある GroEL サブユニットの 箇 所 のヒンジにそれぞれ 立 体 障 害 を 導 入 するこれらの 種 類 の 研 究 を 通 して,GroE の 機 能 発 現 にはサブユニット 全 体 の 動 的 な 振 る 舞 い, 特 に ヒンジを 中 心 としたドメインオリエンテーションの 変 化 がきわめて 重 要 であることが 明 らかとなった それと 同 時 に,このカ 所 のヒンジ 部 位 は GroE の 機 能 メカニズ ムにおいて 異 なる 役 割 を 持 つこと:すなわちヒンジ は 変 性 タンパク 質 やGroESとの 結 合 に 対 応 する 頂 上 ドメイ ンの 構 造 を 切 り 替 えるために 重 要 で,ヒンジ はより 基 盤 的 な GroEL サブユニットの 構 造 変 化 と GroEL サブユ ニット 間 の 連 携 に 重 要 であることが 明 らかとなった 5. 変 性 タンパク 質 を 閉 じ 込 める 空 間 内 部 の 環 境 と GroE の 機 能

鹿大広報149号

鹿大広報149号 No.149 Feb/1999 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Learned From Japanese Life and Experiences in Kagoshima When I first came to Japan I was really surprised by almost everything, the weather,

More information

elemmay09.pub

elemmay09.pub Elementary Activity Bank Activity Bank Activity Bank Activity Bank Activity Bank Activity Bank Activity Bank Activity Bank Activity Bank Activity Bank Activity Bank Activity Bank Number Challenge Time:

More information

Housing Purchase by Single Women in Tokyo Yoshilehl YUI* Recently some single women purchase their houses and the number of houses owned by single women are increasing in Tokyo. And their housing demands

More information

10 2000 11 11 48 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) CU-SeeMe NetMeeting Phoenix mini SeeMe Integrated Services Digital Network 64kbps 16kbps 128kbps 384kbps

More information

1., 1 COOKPAD 2, Web.,,,,,,.,, [1]., 5.,, [2].,,.,.,, 5, [3].,,,.,, [4], 33,.,,.,,.. 2.,, 3.., 4., 5., ,. 1.,,., 2.,. 1,,

1., 1 COOKPAD 2, Web.,,,,,,.,, [1]., 5.,, [2].,,.,.,, 5, [3].,,,.,, [4], 33,.,,.,,.. 2.,, 3.., 4., 5., ,. 1.,,., 2.,. 1,, THE INSTITUTE OF ELECTRONICS, INFORMATION AND COMMUNICATION ENGINEERS TECHNICAL REPORT OF IEICE.,, 464 8601 470 0393 101 464 8601 E-mail: matsunagah@murase.m.is.nagoya-u.ac.jp, {ide,murase,hirayama}@is.nagoya-u.ac.jp,

More information

The Key Questions about Today's "Experience Loss": Focusing on Provision Issues Gerald ARGENTON These last years, the educational discourse has been focusing on the "experience loss" problem and its consequences.

More information

<4D6963726F736F667420506F776572506F696E74202D2089708CEA8D758DC0814091E396BC8E8C8145914F92758E8C81458C6097658E8C81458F9593AE8E8C>

<4D6963726F736F667420506F776572506F696E74202D2089708CEA8D758DC0814091E396BC8E8C8145914F92758E8C81458C6097658E8C81458F9593AE8E8C> 英 語 特 別 講 座 代 名 詞 前 置 詞 形 容 詞 助 動 詞 #1 英 語 特 別 講 座 2010 代 名 詞 前 置 詞 形 容 詞 助 動 詞 英 語 特 別 講 座 代 名 詞 前 置 詞 形 容 詞 助 動 詞 #2 代 名 詞 日 本 語 私 あなた 彼 のうしろに は の を に のもの をつけて 使 う どこに 置 くかは 比 較 的 自 由 私 はジャスコに 行 った ジャスコに

More information

258 5) GPS 1 GPS 6) GPS DP 7) 8) 10) GPS GPS 2 3 4 5 2. 2.1 3 1) GPS Global Positioning System

258 5) GPS 1 GPS 6) GPS DP 7) 8) 10) GPS GPS 2 3 4 5 2. 2.1 3 1) GPS Global Positioning System Vol. 52 No. 1 257 268 (Jan. 2011) 1 2, 1 1 measurement. In this paper, a dynamic road map making system is proposed. The proposition system uses probe-cars which has an in-vehicle camera and a GPS receiver.

More information

Author Workshop 20111124 Henry Cavendish 1731-1810 Biot-Savart 26 (1) (2) (3) (4) (5) (6) Priority Proceeding Impact factor Full paper impact factor Peter Drucker 1890-1971 1903-1989 Title) Abstract

More information

„h‹¤.05.07

„h‹¤.05.07 Japanese Civilian Control in the Cold War Era Takeo MIYAMOTO In European and American democratic countries, the predominance of politics over military, i.e. civilian control, has been assumed as an axiom.

More information

\615L\625\761\621\745\615\750\617\743\623\6075\614\616\615\606.PS

\615L\625\761\621\745\615\750\617\743\623\6075\614\616\615\606.PS osakikamijima HIGH SCHOOL REPORT Hello everyone! I hope you are enjoying spring and all of the fun activities that come with warmer weather! Similar to Judy, my time here on Osakikamijima is

More information

1..FEM FEM 3. 4.

1..FEM FEM 3. 4. 008 stress behavior at the joint of stringer to cross beam of the steel railway bridge 1115117 1..FEM FEM 3. 4. ABSTRACT 1. BackgroundPurpose The occurrence of fatigue crack is reported in the joint of

More information

(1 ) (2 ) Table 1. Details of each bar group sheared simultaneously (major shearing unit). 208

(1 ) (2 ) Table 1. Details of each bar group sheared simultaneously (major shearing unit). 208 2463 UDC 621.771.251.09 : 621.791.94: 669.012.5 Improvement in Cold Shear Yield of Bar Mill by Computer Control System Koji INAZAKI, Takashi WASEDA, Michiaki TAKAHASHI, and Toshihiro OKA Synopsis: The

More information

Table 1. Assumed performance of a water electrol ysis plant. Fig. 1. Structure of a proposed power generation system utilizing waste heat from factori

Table 1. Assumed performance of a water electrol ysis plant. Fig. 1. Structure of a proposed power generation system utilizing waste heat from factori Proposal and Characteristics Evaluation of a Power Generation System Utilizing Waste Heat from Factories for Load Leveling Pyong Sik Pak, Member, Takashi Arima, Non-member (Osaka University) In this paper,

More information

Z B- B- PHP - - [ ] PHP New York Times, December,,. The origins of the Japan-U.S. War and Adm. Isoroku Yamamoto Katsuhiko MATSUKAWA Abstract There are huge amount of studies concerning the origins

More information

,

, , The Big Change of Life Insurance Companies in Japan Hisayoshi TAKEDA Although the most important role of the life insurance system is to secure economic life of the insureds and their

More information

II

II No. 19 January 19 2013 19 Regionalism at the 19 th National Assembly Elections Focusing on the Yeongnam and Honam Region Yasurou Mori As the biggest issue of contemporary politics at South Korea, there

More information

Title 社 会 化 教 育 における 公 民 的 資 質 : 法 教 育 における 憲 法 的 価 値 原 理 ( fulltext ) Author(s) 中 平, 一 義 Citation 学 校 教 育 学 研 究 論 集 (21): 113-126 Issue Date 2010-03 URL http://hdl.handle.net/2309/107543 Publisher 東 京

More information

DPA,, ShareLog 3) 4) 2.2 Strino Strino STRain-based user Interface with tacticle of elastic Natural ObjectsStrino 1 Strino ) PC Log-Log (2007 6)

DPA,, ShareLog 3) 4) 2.2 Strino Strino STRain-based user Interface with tacticle of elastic Natural ObjectsStrino 1 Strino ) PC Log-Log (2007 6) 1 2 1 3 Experimental Evaluation of Convenient Strain Measurement Using a Magnet for Digital Public Art Junghyun Kim, 1 Makoto Iida, 2 Takeshi Naemura 1 and Hiroyuki Ota 3 We present a basic technology

More information

NINJAL Research Papers No.8

NINJAL Research Papers No.8 (NINJAL Research Papers) 8: 177 196 (2014) ISSN: 2186-134X print/2186-1358 online 177 3 3 3 1940 3 late adoption real time 3 apparent time * 1. 1 2 3 1.1 3 1 1953 * 2014 3 18 2014 5 13 109 NINJAL 2012

More information

生研ニュースNo.132

生研ニュースNo.132 No.132 2011.10 REPORTS TOPICS Last year, the Public Relations Committee, General Affairs Section and Professor Tomoki Machida created the IIS introduction video in Japanese. As per the request from Director

More information

WASEDA RILAS JOURNAL

WASEDA RILAS JOURNAL 27 200 WASEDA RILAS JOURNAL NO. 1 (2013. 10) WASEDA RILAS JOURNAL 28 199 29 198 WASEDA RILAS JOURNAL 30 197 31 196 WASEDA RILAS JOURNAL 32 195 1 3 12 6 23 No 1 3 0 13 3 4 3 2 7 0 5 1 6 6 3 12 0 47 23 12

More information

NO.80 2012.9.30 3

NO.80 2012.9.30 3 Fukuoka Women s University NO.80 2O12.9.30 CONTENTS 2 2 3 3 4 6 7 8 8 8 9 10 11 11 11 12 NO.80 2012.9.30 3 4 Fukuoka Women s University NO.80 2012.9.30 5 My Life in Japan Widchayapon SASISAKULPON (Ing)

More information

百人一首かるた選手の競技時の脳の情報処理に関する研究

百人一首かるた選手の競技時の脳の情報処理に関する研究 Mem. Faculty. B. O. S. T. Kinki University No. 24 : 33 43 (2009) 33 34 Memoirs of The Faculty of B. O. S. T. of Kinki University No. 24 (2009) になる 音 の 先 頭 ゆら 平 均 30~ 羽 田 後 に 取 り 札 を 認 識 していることを 見 出 した0

More information

A comparison of abdominal versus vaginal hysterectomy for leiomyoma and adenomyosis Kenji ARAHORI, Hisasi KATAYAMA, Suminori NIOKA Department of Obstetrics and Gnecology, National Maizuru Hospital,Kyoto,

More information

-March N ~......... : National Statistical Office,n.d., Population & Housing Census Whole Kingdom National Statistical Office,, Population & Housing C

-March N ~......... : National Statistical Office,n.d., Population & Housing Census Whole Kingdom National Statistical Office,, Population & Housing C joint family : -March N ~......... : National Statistical Office,n.d., Population & Housing Census Whole Kingdom National Statistical Office,, Population & Housing Census Whole Kingdom National Statistical

More information

™…

™… Review The Secret to Healthy Long Life Decrease in Oxidative and Mental Stress My motto is Health is not all. But nothing can be done without health. Health is the most important requisite for all human

More information

44 2012 2013 3 35 48 法人化後の国立大学の収入変動 37 法人化後の国立大学の収入変動 2009 2005 2010 2012 2012 2008 2009a 2010 16 18 17 20 2 4 2012 38 44 2012 17 22 (1) (2) 2012 5 GP COE 30 WPI 1 2012 17 22 16 17 22 17 17 19 2012 2012

More information

16_.....E...._.I.v2006

16_.....E...._.I.v2006 55 1 18 Bull. Nara Univ. Educ., Vol. 55, No.1 (Cult. & Soc.), 2006 165 2002 * 18 Collaboration Between a School Athletic Club and a Community Sports Club A Case Study of SOLESTRELLA NARA 2002 Rie TAKAMURA

More information

C. S2 X D. E.. (1) X S1 10 S2 X+S1 3 X+S S1S2 X+S1+S2 X S1 X+S S X+S2 X A. S1 2 a. b. c. d. e. 2

C. S2 X D. E.. (1) X S1 10 S2 X+S1 3 X+S S1S2 X+S1+S2 X S1 X+S S X+S2 X A. S1 2 a. b. c. d. e. 2 I. 200 2 II. ( 2001) 30 1992 Do X for S2 because S1(is not desirable) XS S2 A. S1 S2 B. S S2 S2 X 1 C. S2 X D. E.. (1) X 12 15 S1 10 S2 X+S1 3 X+S2 4 13 S1S2 X+S1+S2 X S1 X+S2. 2. 3.. S X+S2 X A. S1 2

More information

Fig. 1 Structure of a Sebaceous Follicle (Ref.1).

Fig. 1 Structure of a Sebaceous Follicle (Ref.1). Importance and Countermeasures for Sebum Control in Application of Makeup Cosmetics Koichi NOMURA POLA Chemical Industries, Inc., R&D Planning Department 27-1, Takashimadai, Kanagawa-ku, Yokohama 221-0833,

More information

634 (2)

634 (2) No.7, 633-644 (2006) Regime of Information Control and Its Collapse in North Korea MIYATA Atsushi Nihon University, Graduate School of Social and Cultural Studies Recently, there are cracks being formed

More information

大 高 月 月 日 行 行 行 立 大 高 行 長 西 大 子 心 高 生 行 月 日 水 高 氏 日 立 高 氏 身 生 見 人 用 力 高 氏 生 生 月 生 見 月 日 日 月 日 日 目 力 行 目 西 子 大 足 手 一 目 長 行 行 生 月 日 日 文 青 大 行 月 一 生 長 長 力 生 心 大 大 見 大 行 行 大 高 足 大 自 自 己 力 大 高 足 月 日 金 生 西 長

More information

2

2 2011 8 6 2011 5 7 [1] 1 2 i ii iii i 3 [2] 4 5 ii 6 7 iii 8 [3] 9 10 11 cf. Abstracts in English In terms of democracy, the patience and the kindness Tohoku people have shown will be dealt with as an exception.

More information

Kyushu Communication Studies 第2号

Kyushu Communication Studies 第2号 Kyushu Communication Studies. 2004. 2:1-11 2004 How College Students Use and Perceive Pictographs in Cell Phone E-mail Messages IGARASHI Noriko (Niigata University of Health and Welfare) ITOI Emi (Bunkyo

More information

DOUSHISYA-sports_R12339(高解像度).pdf

DOUSHISYA-sports_R12339(高解像度).pdf Doshisha Journal of Health & Sports Science, 4, 41-50 2012 41 A Case Study of the Comprehensive community sports clubs that People with Disability Participate in. Motoaki Fujita In this study, the interview

More information

西川町広報誌NETWORKにしかわ2011年1月号

西川町広報誌NETWORKにしかわ2011年1月号 NETWORK 2011 1 No.657 平 成 四 年 四 の 開 校 に 向 け て 家 庭 教 育 を 考 え よ う! Every year around the winter holiday the Japanese custom of cleaning out your office space is performed. Everyone gets together and cleans

More information

ABSTRACT The Social Function of Boys' Secondary Schools in Modern Japan: From the Perspectives of Repeating and Withdrawal TERASAKI, Satomi (Graduate School, Ochanomizu University) 1-4-29-13-212, Miyamaedaira,

More information

Corrections of the Results of Airborne Monitoring Surveys by MEXT and Ibaraki Prefecture

Corrections of the Results of Airborne Monitoring Surveys by MEXT and Ibaraki Prefecture August 31, 2011 Corrections of the Results of Airborne Monitoring Surveys by MEXT and Ibaraki Prefecture The results of airborne monitoring survey by MEXT and Ibaraki prefecture released on August 30 contained

More information

5 11 3 1....1 2. 5...4 (1)...5...6...7...17...22 (2)...70...71...72...77...82 (3)...85...86...87...92...97 (4)...101...102...103...112...117 (5)...121...122...123...125...128 1. 10 Web Web WG 5 4 5 ²

More information

22 2016 3 82 1 1

22 2016 3 82 1 1 : 81 1 2 3 4 1990 2015 22 2016 3 82 1 1 83 : 2 5 84 22 2016 3 6 3 7 8 2 : 85 1 S 12 S S S S S S S S S 86 22 2016 3 S S S S S S S S 2 S S : 87 S 9 3 2 1 10 S 11 22 2016 3 88 1 : 89 1 2 3 4 90 22 2016 3

More information

J. Jpn. Inst. Light Met. 65(6): 224-228 (2015)

J. Jpn. Inst. Light Met. 65(6): 224-228 (2015) 65 62015 224 228 ** Journal of The Japan Institute of Light Metals, Vol. 65, No. 6 (2015), 224 228 2015 The Japan Institute of Light Metals Investigation of heat flow behavior on die-casting core pin with

More information

NotePC 8 10cd=m 2 965cd=m 2 1.2 Note-PC Weber L,M,S { i {

NotePC 8 10cd=m 2 965cd=m 2 1.2 Note-PC Weber L,M,S { i { 12 The eect of a surrounding light to color discrimination 1010425 2001 2 5 NotePC 8 10cd=m 2 965cd=m 2 1.2 Note-PC Weber L,M,S { i { Abstract The eect of a surrounding light to color discrimination Ynka

More information

{.w._.p7_.....\.. (Page 6)

{.w._.p7_.....\.. (Page 6) 1 1 2 1 2 3 3 1 1 8000 75007000 4 2 1493 1 15 26 5 6 2 3 5 7 17 8 1614 4 9 7000 2 5 1 1542 10 11 1592 12 1614 1596 1614 13 15691615 16 16 14 15 6 2 16 1697 17 7 1811 18 19 20 1820 21 1697 22 1 8 23 3 100

More information

202

202 201 Presenteeism 202 203 204 Table 1. Name Elements of Work Productivity Targeted Populations Measurement items of Presenteeism (Number of Items) Reliability Validity α α 205 α ä 206 Table 2. Factors of

More information

Motivation and Purpose There is no definition about whether seatbelt anchorage should be fixed or not. We tested the same test conditions except for t

Motivation and Purpose There is no definition about whether seatbelt anchorage should be fixed or not. We tested the same test conditions except for t Review of Seatbelt Anchorage and Dimensions of Test Bench Seat Cushion JASIC Motivation and Purpose There is no definition about whether seatbelt anchorage should be fixed or not. We tested the same test

More information

Web Web Web Web Web, i

Web Web Web Web Web, i 22 Web Research of a Web search support system based on individual sensitivity 1135117 2011 2 14 Web Web Web Web Web, i Abstract Research of a Web search support system based on individual sensitivity

More information

06_学術.indd

06_学術.indd Arts and Sciences Development and usefulness evaluation of a remote control pressured pillow for prone position 1 36057 2 45258 2 29275 3 3 4 1 2 3 4 Key words: pressured pillow prone position, stomach

More information

Input image Initialize variables Loop for period of oscillation Update height map Make shade image Change property of image Output image Change time L

Input image Initialize variables Loop for period of oscillation Update height map Make shade image Change property of image Output image Change time L 1,a) 1,b) 1/f β Generation Method of Animation from Pictures with Natural Flicker Abstract: Some methods to create animation automatically from one picture have been proposed. There is a method that gives

More information

(3.6 ) (4.6 ) 2. [3], [6], [12] [7] [2], [5], [11] [14] [9] [8] [10] (1) Voodoo 3 : 3 Voodoo[1] 3 ( 3D ) (2) : Voodoo 3D (3) : 3D (Welc

(3.6 ) (4.6 ) 2. [3], [6], [12] [7] [2], [5], [11] [14] [9] [8] [10] (1) Voodoo 3 : 3 Voodoo[1] 3 ( 3D ) (2) : Voodoo 3D (3) : 3D (Welc 1,a) 1,b) Obstacle Detection from Monocular On-Vehicle Camera in units of Delaunay Triangles Abstract: An algorithm to detect obstacles by using a monocular on-vehicle video camera is developed. Since

More information

[2] 1. 2. 2 2. 1, [3] 2. 2 [4] 2. 3 BABOK BABOK(Business Analysis Body of Knowledge) BABOK IIBA(International Institute of Business Analysis) BABOK 7

[2] 1. 2. 2 2. 1, [3] 2. 2 [4] 2. 3 BABOK BABOK(Business Analysis Body of Knowledge) BABOK IIBA(International Institute of Business Analysis) BABOK 7 32 (2015 ) [2] Projects of the short term increase at present. In order to let projects complete without rework and delays, it is important that request for proposals (RFP) are written by reflecting precisely

More information

EVALUATION OF NOCTURNAL PENILE TUMESCENCE (NPT) IN THE DIFFERENTIAL DIAGNOSIS OF IMPOTENCE Masaharu Aoki, Yoshiaki Kumamoto, Kazutomi Mohri and Kazunori Ohno Department of Urology, Sapporo Medical College

More information

untitled

untitled 総 研 大 文 化 科 学 研 究 第 8 号 (2012) 117 ......... : ; : : : : ; : 118 総 研 大 文 化 科 学 研 究 第 8 号 (2012) 堀 田 モノに 執 着 しないという 幻 想, National Statistical Office of Mongolia, 総 研 大 文 化 科 学 研 究 第 8 号 (2012) 119 E A B

More information

log F0 意識 しゃべり 葉の log F0 Fig. 1 1 An example of classification of substyles of rap. ' & 2. 4) m.o.v.e 5) motsu motsu (1) (2) (3) (4) (1) (2) mot

log F0 意識 しゃべり 葉の log F0 Fig. 1 1 An example of classification of substyles of rap. ' & 2. 4) m.o.v.e 5) motsu motsu (1) (2) (3) (4) (1) (2) mot 1. 1 2 1 3 2 HMM Rap-style Singing Voice Synthesis Keijiro Saino, 1 Keiichiro Oura, 2 Makoto Tachibana, 1 Hieki Kenmochi 3 an Keiichi Tokua 2 This paper aresses rap-style singing voice synthesis. Since

More information

* * 2

* * 2 * * Study on Fire Resistance of Reinforced Concrete Columns with Ultra High Strength Material Munehiro UMEMOTO * Shigemi KIKUTA * The reinforced concrete column made with the high-strength concrete has

More information

11_渡辺_紀要_2007

11_渡辺_紀要_2007 56 1 19 Bull. Nara Univ. Educ., Vol. 56, No.1 (Cult. & Soc.), 2007 115 19 Why is Kidney Dysfunction Caused by Cadmium (Cadmium Nephropathy) not Officially Recognized as a Pollution-related Disease by the

More information

126 学習院大学人文科学論集 ⅩⅩⅡ(2013) 1 2

126 学習院大学人文科学論集 ⅩⅩⅡ(2013) 1 2 125 126 学習院大学人文科学論集 ⅩⅩⅡ(2013) 1 2 127 うつほ物語 における言語認識 3 4 5 128 学習院大学人文科学論集 ⅩⅩⅡ(2013) 129 うつほ物語 における言語認識 130 学習院大学人文科学論集 ⅩⅩⅡ(2013) 6 131 うつほ物語 における言語認識 132 学習院大学人文科学論集 ⅩⅩⅡ(2013) 7 8 133 うつほ物語 における言語認識 134

More information

日本感性工学会論文誌

日本感性工学会論文誌 pp.343-351 2013 Changes in Three Attributes of Color by Reproduction of Memorized Colors Hiroaki MIYAKE, Takeshi KINOSHITA and Atsushi OSA Graduate School of Science and Engineering, Yamaguchi University,

More information

225 ON THE PRUSSIAN PEOPLE EDUCATION ON THE MATURE STAGE OF ABSOLUTISM Shoji Department of Education, Nara University of Education, Nara, Japan Ishii In order to observe the preceding conditions for the

More information

~ ユリシーズ における語りのレベル Synopsis Who Is the Man in Macintosh? - Narrative Levels in Ulysses Wataru TAKAHASHI Who is the man in macintosh? This is a famous enigma in Ulysses. He comes out of the blue on the

More information

ABSTRACT The movement to increase the adult literacy rate in Nepal has been growing since democratization in 1990. In recent years, about 300,000 peop

ABSTRACT The movement to increase the adult literacy rate in Nepal has been growing since democratization in 1990. In recent years, about 300,000 peop Case Study Adult Literacy Education as an Entry Point for Community Empowerment The Evolution of Self-Help Group Activities in Rural Nepal Chizu SATO Masamine JIMBA, MD, PhD, MPH Izumi MURAKAMI, MPH Massachusetts

More information

untitled

untitled 1 2 4 6 6 7 8 10 11 11 12 14 Page Page Page Page Page Page Page Page Page Hi everyone! My name is Martin Dusinberre, and I come from the UK. I first came to Iwaishima six years ago, when I taught English

More information

S1Šû‘KŒâ‚è

S1Šû‘KŒâ‚è are you? I m thirteen years old. do you study at home every day? I study after dinner. is your cat? It s under the table. I leave for school at seven in Monday. I leave for school at seven on Monday. I

More information

SFCJ2-安村

SFCJ2-安村 Communication and Interaction Michiaki Yasumura / Professor, Faculty of Environmental Information, Keio University From the beginning, communication is an action or process conducted by human to human.

More information

駒田朋子.indd

駒田朋子.indd 2 2 44 6 6 6 6 2006 p. 5 2009 p. 6 49 12 2006 p. 6 2009 p. 9 2009 p. 6 2006 pp. 12 20 2005 2005 2 3 2005 An Integrated Approach to Intermediate Japanese 13 12 10 2005 8 p. 23 2005 2 50 p. 157 2 3 1 2010

More information

56 pp , 2005 * ******* *** ** CA CAMA

56 pp , 2005 * ******* *** ** CA CAMA Title 成人知的障害者の加齢に伴う外観的変化に関する研究 : 知的障害者用外観的老化微候測定法を用いた検討 Author(s) 春日井, 宏彰 ; 菅野, 敦 ; 橋本, 創一 ; 桜井, 和典 ; 片瀬, Citation 東京学芸大学紀要. 第 1 部門, 教育科学, 56: 415-425 Issue Date 2005-03-00 URL http://hdl.handle.net/2309/2097

More information

WASEDA RILAS JOURNAL 1Q84 book1 book3 2009 10 770 2013 4 1 100 2008 35 2011 100 9 2000 2003 200 1.0 2008 2.0 2009 100 One Piece 52 250 1.5 2010 2.5 20

WASEDA RILAS JOURNAL 1Q84 book1 book3 2009 10 770 2013 4 1 100 2008 35 2011 100 9 2000 2003 200 1.0 2008 2.0 2009 100 One Piece 52 250 1.5 2010 2.5 20 WASEDA RILAS JOURNAL NO. 1 (2013. 10) The change in the subculture, literature and mentality of the youth in East Asian cities Manga, animation, light novel, cosplay and Murakami Haruki Takumasa SENNO

More information

Clustering in Time and Periodicity of Strong Earthquakes in Tokyo Masami OKADA Kobe Marine Observatory (Received on March 30, 1977) The clustering in time and periodicity of earthquake occurrence are investigated

More information

JAPANESE SHIP-OWNERS AND WORLD BULK MARKET BETWEEN THE TWO WORLD WARS Mariko Tatsuki Keisen University After World War I, Japanese shipping suffered for a long time from an excess of tonnage and severe

More information

No.3 14

No.3 14 Mar.2003 13 1950m 53 (1998 1961 86.5 80 90 30% (1997 ),2001),2001) 1 2 3 4 5 6 No.3 14 Mar.2003 15 No.3 16 Mar.2003 17 No.3 18 Mar.2003 19 20 No.3 Mar.2003 21 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

More information

CONTENTS 3 8 10 12 14 15 16 17 18 19 28 29 30 Public relations brochure of Higashikawa 9 2016 September No.755 2

CONTENTS 3 8 10 12 14 15 16 17 18 19 28 29 30 Public relations brochure of Higashikawa 9 2016 September No.755 2 9 2016 September No.755 CONTENTS 3 8 10 12 14 15 16 17 18 19 28 29 30 Public relations brochure of Higashikawa 9 2016 September No.755 2 3 5 4 6 7 9 8 11 10 HIGASHIKAWA TOWN NEWS 12 13 DVD 14 Nature Column

More information

1 3 19 J.S. 7 1 2 1 1 1 3 1 1960 1928 2 3 10 1

1 3 19 J.S. 7 1 2 1 1 1 3 1 1960 1928 2 3 10 1 2006 4 2 47 3 1 3 3 25 26 2 1 3 19 J.S. 7 1 2 1 1 1 3 1 1960 1928 2 3 10 1 26 27... and when they have to answer opponents, only endeavour, by such arguments as they can command, to support the opposite

More information

SpecimenOTKozGo indd

SpecimenOTKozGo indd TM The Kozuka Gothic TM typeface family is composed of six weights that cover various uses ranging from body text composition to headline compositions. This typeface family is now available in OpenType

More information

R R S K K S K S K S K S K S Study of Samuhara Belief : Transformation from Protection against Injuries to Protection against Bullets WATANABE Kazuhiro Samuhara, which is a group of letters like unfamiliar

More information

A Study about the Oscillation of the Water Pistons of the Fluidyne Heat Machine ( A Study about the Oscillation of the Water Pistons of the Fluidyne Heat Machine (II) For the teaching materials of the

More information

2 except for a female subordinate in work. Using personal name with SAN/KUN will make the distance with speech partner closer than using titles. Last

2 except for a female subordinate in work. Using personal name with SAN/KUN will make the distance with speech partner closer than using titles. Last 1 北陸大学 紀要 第33号 2009 pp. 173 186 原著論文 バーチャル世界における呼びかけ語の コミュニケーション機能 ポライトネス理論の観点からの考察 劉 艶 The Communication Function of Vocative Terms in Virtual Communication: from the Viewpoint of Politeness Theory Yan

More information

特-3.indd

特-3.indd Development of Automation Technology for Precision Finishing Works Employing a Robot Arm There is demand for the automation of finishing processes that require technical skills in the manufacturing of

More information

0 Speedy & Simple Kenji, Yoshio, and Goro are good at English. They have their ways of learning. Kenji often listens to English songs and tries to remember all the words. Yoshio reads one English book every

More information

A study of actual condition of ownership and intention of utilizing the land in Local City - Case Study of Central District in Fukui City- Toshinari Fukuoka Shinji Nojima' This paper aims to clarify the

More information

Repatriation and International Development Assistance: Is the Relief-Development Continuum Becoming in the Chronic Political Emergencies? KOIZUMI Koichi In the 1990's the main focus of the global refugee

More information

平成○○年度知能システム科学専攻修士論文

平成○○年度知能システム科学専攻修士論文 A Realization of Robust Agents in an Agent-based Virtual Market Makio Yamashige 3 7 A Realization of Robust Agents in an Agent-based Virtual Market Makio Yamashige Abstract There are many people who try

More information

2013 Vol.1 Spring 2013 Vol.1 SPRING 03-3208-2248 C O N T E N T S 2013 03-3208-2248 2 3 4 7 Information 6 8 9 11 10 73 94 11 32 37 41 96 98 100 101 103 55 72 1 2 201345135016151330 3 1 2 URL: http://www.wul.waseda.ac.jp/clib/tel.03-3203-5581

More information

learning of life long , Community Centers and Lifelong Learning: Contemporary Challenges in Lifelong Education and Learning IIDA Tetsuya : In Japan, great importance is being placed on

More information

2009 No

2009 No 2009 No.43 3 Yokohama National University 特集 卒業号 2009 No.43 2 7 9 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 Bobomurod Muminov Our life is a series of events, starting from birth and ending with death. Any of such

More information

Dayan & Katz NHK CS TV FIFA ITC ISL ISL ISL

Dayan & Katz NHK CS TV FIFA ITC ISL ISL ISL FIFA FIFA, representation Dayan & Katz NHK CS TV FIFA ITC ISL ISL ISL W NHK NHK JC Japan Consortium BS TV JC NHK JC NHK NHK NHK NHK NHK NHK NHK NHK NHK CS TV ch ch Ch. Ch. Ch. Ch. Ch. Ch. Ch. Ch. Ch. Ch.

More information

’ÓŠ¹/‰´„û

’ÓŠ¹/‰´„û Core Ethics Vol. transition from school to work [][] [] Core Ethics Vol. [], pp.- [], p. [a], p.ojt OJT. [] OJT [] [] [], p. OJTOffJTp. [] p. [], pp.- [] [] [] [] [a] [], p. Core Ethics Vol. [], p. []

More information

This paper is going to take up the "Cultural history of dishes" as a part of the "Ancient pulley and the Korean people series II". In the ancient times the pulley was used to make basically dishes for

More information

L3 Japanese (90570) 2008

L3 Japanese (90570) 2008 90570-CDT-08-L3Japanese page 1 of 15 NCEA LEVEL 3: Japanese CD TRANSCRIPT 2008 90570: Listen to and understand complex spoken Japanese in less familiar contexts New Zealand Qualifications Authority: NCEA

More information

041-057_’¼Œì

041-057_’¼Œì 542012 4157 Nishino Toshiaki The purpose of this paper is to analyze the present conditions of the mountain villages of Japan in the early 21 st century. The revolution of fuel sources from a predominance

More information

Webster's New World Dictionary of the American Language, College Edition. N. Y. : The World Publishing Co., 1966. [WNWD) Webster 's Third New International Dictionary of the English Language-Unabridged.

More information

総研大文化科学研究第 11 号 (2015)

総研大文化科学研究第 11 号 (2015) 栄 元 総研大文化科学研究第 11 号 (2015) 45 ..... 46 総研大文化科学研究第 11 号 (2015) 栄 租借地都市大連における 満洲日日新聞 の役割に関する一考察 総研大文化科学研究第 11 号 (2015) 47 48 総研大文化科学研究第 11 号 (2015) 栄 租借地都市大連における 満洲日日新聞 の役割に関する一考察 総研大文化科学研究第 11 号 (2015)

More information

08-特集04.indd

08-特集04.indd 5 2 Journal of Multimedia Aided Education Research 2008, Vol. 5, No. 2, 3543 ICT ICT ICT 2 ICT ICT 1100 2008 ICT ICT 2007 ICT ICT ICT ICT IPtalk2008 2006 LAN TCP/IP 1 35 5 22008 1 Enter 1 IPtalk 2 2 2IPtalk

More information

在日外国人高齢者福祉給付金制度の創設とその課題

在日外国人高齢者福祉給付金制度の創設とその課題 Establishment and Challenges of the Welfare Benefits System for Elderly Foreign Residents In the Case of Higashihiroshima City Naoe KAWAMOTO Graduate School of Integrated Arts and Sciences, Hiroshima University

More information

1 Department of Legal Medicine, Toyama University School of Medicine 2 3 4 5 6 7 8 Department of Ophthalmology, Graduate School of Medicine and Pharmaceutical Sciences, University of Toyama VEGF Key words

More information

Tsuken Technical Information 1

Tsuken Technical Information 1 March 2004 Vol.6 Tsuken Technical Information 1 Since microprocessors (MPUs) first appeared in the 1970s, they have developed at a remarkable pace, and now found in a huge range of devices that we use

More information

日本看護管理学会誌15-2

日本看護管理学会誌15-2 The Journal of the Japan Academy of Nursing Administration and Policies Vol. 15, No. 2, PP 135-146, 2011 Differences between Expectations and Experiences of Experienced Nurses Entering a New Work Environment

More information

Osaka Gakuin University Repository Title A Philosophically Analyzing of Kansai Folk Movement (1969-1971) Under The Comparison of Nobuyasu Okabayashi and Bob Dylan Author(s) (Kenji Morita) Citation THE

More information

Microsoft Word - PPH-JPO-OSIM-form.doc

Microsoft Word - PPH-JPO-OSIM-form.doc Example form of on-line procedures (Example of the request based on the claims indicated patentable/allowable in the written opinion of the report on the state of the art) 書 類 名 早 期 審 査 に 関 する 事 情 説 明

More information

2 2 1 2 1 2 1 2 2 Web Web Web Web 1 1,,,,,, Web, Web - i -

2 2 1 2 1 2 1 2 2 Web Web Web Web 1 1,,,,,, Web, Web - i - 2015 Future University Hakodate 2015 System Information Science Practice Group Report Project Name Improvement of Environment for Learning Mathematics at FUN C (PR ) Group Name GroupC (PR) /Project No.

More information

untitled

untitled 19 Email 2008.3.3 1. Email 2. Email 3. 3.1. Subject line 3.2. Salutation 3.3. Opening line 3.4. Text 3.5. Closing line 3.6 Signature 4. 5. 6. 6.1. PPlan 6.2. WWrite 6.3. PProofread 6.4. SSend 1/20 1. Email

More information