2016 Fiscal Year Research-status Report
IPMモータ位置センサレスサーボ系の実現と適応形位置決め制御
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15K05960
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
長谷川 勝 中部大学, 工学部, 教授 (70340198)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 純 中部大学, 工学部, 助教 (50736072)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 埋込磁石同期電動機 / 位置センサレス制御 / 位置決め / 動的確定性等価原理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，埋込磁石同期電動機における位置センサレスサーボ技術の開発を目的とするものであり，研究初年度（H27年度）にはその基本構成を確立した。２年目となる本年度（H28年度）においては，その高性能化を図るための方法について検討した。
研究初年度に開発した手法は動的確定性等価原理に基づいた手法であったが，この方法は実装時に同定パラメータの２階微分値を要求する問題があった。本年度は，この解決に注力した。一般に，数値微分演算を行うと，信号に含まれる種々のノイズの存在により十分な質を保った信号を得ることができず，実際には制御系で利用することは困難である。そこで，本研究では畳み込み積分演算による擬似微分演算法を開発し，上記の問題を回避する方式を提案した。
さらに，これに基づく位置センサレスサーボ系を構成して実機実験により制御性能を評価したところ，提案方式によるパラメータ同定値の２階微分値が位置センサレスサーボ系の制御性能に十分な効果があることが明らかになった。具体的には，パラメータ同定には著しく不利となる躍度最小軌道に基づく位置指令値に対し，移動時における制御誤差の低減，ならびに高応答化を実現した。
以上の成果は，国際会議１件（International Symposium on Power electronics, electrical drives, automation and motion），国内会議３件（電気学会部門大会，東海支部連合大会，部門研究会）で発表している。また，参画している学生が電気学会より優秀論文発表賞を授賞された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は，埋込磁石同期電動機における位置センサレスサーボ技術の開発と性能向上に注力した。適応形位置制御システムを構築するにあたって動的確定性等価原理（DyCE原理）を採用したが，この制御系を採用すると，同定パラメータの２階微分値を得る必要が生じるため，性能向上の課題となっていた。
本研究では，これを畳み込み積分を利用した擬似微分値生成法を提案した。同定パラメータの２階数値微分法を用いると，一般にノイズ等の影響で利用不可能な信号となるが，本アプローチでは，その影響を小さくすることができた。さらに，これを適応位置制御システムに適用することによって位置センサレスサーボ性能の向上を実現した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの２年間で，埋込磁石同期電動機における位置センサレスサーボ技術の開発と性能改善策を実現した。ただし，停止・低速域での位置推定機能を実現するために，高周波パルス電圧の重畳を行っており，駆動時の騒音が懸念される。最終年度となる次年度にはこの騒音の計測と低減を図り，位置センサレスサーボ系のシステム全体としての最適化を図る。
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| Causes of Carryover |
研究計画時に予定した通り最終年度研究に備えて騒音計を購入したが，校正機の必要性を再検討して購入を控えたため，次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度には騒音計測を行う予定であるため，この研究成果を発表するための学会参加費，旅費，論文投稿費用等に充てる。
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