エアコンや冷蔵庫の温度制御や,洗濯機の回転ドラムの速度制御,IHクッキング・ヒータのインバータ出力制御,液晶TVやLED照明器具の明るさ制御,スマホのLiイオン電池充電制御,自動車(EV,HV)のモータ回転制御,エレベータのモータ速度・位置制御など,あらゆるものにサーボが使われていて,使用されるアプリケーションは,どんどん増えている.
サーボは自動制御に欠かせない技術だが,機械部分と電子部分が複雑に絡み合っており,狙った値に高精度に追従するシステムを実現するには,定量的な設計アプローチが必要である.
本書では,トラ技3相インバータ実験キット INV-1TGKIT-Aのブラシレス・モータを例に,サーボ・ループの設計方法や,ステップ応答/ボーデ線図/ナイキスト線図/ニコルス線図を使った評価方法,トルク/位置/速度を制御するサーボ・コントローラの設計方法を,シミュレーションを使用して具体的に解説する.さらに,より静かに効率よくブラシレス・モータをコントロールするベクトル制御についても,理論から実装方法まで解説する.
★目次
◎温度/位置/速度/力…外乱に強いフィードバック・システム作りと評価技術
●高効率・高速応答!サーボ&ベクトル制御 実用設計
まえがき
読者ターゲット,本書の構成
本書のキーワード解説
☆第1部 サーボ・ループの設計と評価
●第1章 サーボの基礎知識
●第2章 サーボ制御に必要なゲインと位相の条件
●第3章 サーボにより得られる効果
●第4章 サーボの安定性は位相余裕で評価する
●第5章 周波数特性の検討に便利なツール…伝達関数
●第6章 複数の伝達要素の合成で新たな特性を作る
●第7章 実際にサーボ・ループを設計する
☆第2部 ブラシレス・モータの最適制御条件
●第8章 制御対象であるモータの振る舞いを調べる
●第9章 駆動時に使うホールIC信号とロータ位置の関係
●第10章 電力効率とトルク効率の最適制御条件
●第11章 高効率を実現するベクトル制御の導入効果
●第12章 モータの駆動方法の検討
☆第3部 ベクトル制御サーボ・システムの設計
●第13章 ブラシレス・モータの伝達特性を求める
●第14章 モータ・サーボ・システムを設計する
●第15章 サーボ・システムにベクトル制御を加える
●Appendix LTspice解析結果の見方
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