マルチレベル電力変換器によるモーションコントロールシステムの高性能化

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K06294
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 名取 賢二 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (70545607)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: マルチレベル電力変換器

Outline of Annual Research Achievements

本年度は当初計画通り２つの観点からの研究計画を同時に進行した。１つ目は，マルチレベル電力変換器の高調波抑制効果による電流制御の改善についての検討である。マルチレベル電力変換器は高調波を大幅に抑制することが可能であることが知られており，その効果による損失の低減，効率の向上などについては幅広く研究されてきたが，制御システムの性能に及ぼす影響についてはあまり検討がなされていない。そこで本研究では，マルチレベル電力変換器のレベル数やその他パラメータを変更したときに電流制御にどのような影響が生じるかについて検討を行った。
２つ目は，マルチレベル電力変換器の導入による等価サンプリング周波数の向上が制御性能に及ぼす効果についての検討である。マルチレベル電力変換器を導入し，それに合わせた変調方式を使用することで，制御システムの等価的なサンプリング周波数が向上すると考えられることが一般に知られているが，それによる制御システムの性能向上について詳細に検討された例はあまり存在しなかった。そこで当グループの従来研究では，離散時間制御システムのモデルを用いた安定性の検討を行い，等価的なサンプリング周波数が一般に知られているほど向上しないとみなすことができるという知見を得ていた。本年度の研究では，制御システムの周波数特性の観点から等価的なサンプリング周波数が定量的にどの程度向上したとみなせるか，またそれが電流制御系にどのように影響するかについて検討を行った。
２つの研究計画ともに，理論検討を重点的に進めたため，実験による検証については十分に行うことができておらず，理論検討の参考とするための基礎的な実験データを集めてその解析を行った程度にとどまっている。よって次年度以降は実験による検証についても十分に行っていく必要がある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

「研究実績の概要」でも述べた通り，研究内容についての理論的な検討は十分に行うことができたが，実験による検証が不十分である。よって，当初計画と比べてやや遅れていると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

「現在までの進捗状況」で述べた通り，実験による検証が不十分であるため，理論的な検討による成果について実験検証を重点的に行う予定である。それ以外については当初計画通りに進展していると考えられるため，次年度以降も当初の予定通り進める予定である。