2010 Fiscal Year Annual Research Report
超高制御帯域の電流制御系を持つ高性能ACサーボシステムの開発
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21560316
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| Research Institution | Ishikawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
上町 俊幸 石川工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (50280334)
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| Keywords | インバータ / サーボシステム / FPGA |
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| Research Abstract |
本研究は,制御遅れ時間を短縮できる瞬時空間ベクトルインバータの制御法を基盤とし,電流制御系の制御遅れ時間を可能な限り短縮することで,超高制御帯域を持つ電流制御系を構築し,ACサーボシステムの高性能化を行うものである。今年度,研究を追行し,以下の成果を得ている。
1.提案している瞬時空間ベクトルインバータの制御アルゴリズムを,ゲート容量の小さい安価なFPGA (Field Programmable Gate Array)により構築した。これにより,従来のDSP (Digital signal Processor)を用いたシステムにおけるインバータ制御部の制御遅れ時間3[μs]を,0.2[μs]と1/10以下に短縮することができ,電流制御帯域を8000[rad/s]と高くしたときの制御系の安定性を増すことができた。
2.FPGAで構築したインバータ制御部に,電圧飽和による電流制御系への影響を抑えるためのアンチワインドアップ制御の機能を加えた。これにより,高速,重負荷運転時など,電圧飽和が生じたときに見られた電流の振動的なふるまいを抑えることができた。
3.電圧飽和時の出力電圧の位相を変えることで,より大きな電圧を出力して過渡応答特性を改善することができるため,昨年度の研究において,出力電圧の位相を変える簡単な手法を提案した。今年度は,この手法をFPGAにより実現し,制御遅れ時間の短縮と過渡応答特性の改善を同時に実現した。これにより,定格負荷での350[rpm]から1500[rpm]へのステップ応答において,整定時間を0.79[s]から0.69[s]へと,10[%]以上短縮することができた。
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