| 研究概要 |
本研究は,サーボコントローラの誤動作を避けるために用いられているノイズ低減用ロ-パスフイルタを取り除き,従来からこのフイルタの遮断周波数で制限されていたコントローラの動作速度の向上を図る開発研究である.
本研究のコントローラは,耐ノイズ特性の向上のために,江村の提案になる2相型PLLが用いられているが,従来の2相型PLLは,アナログ回路主体のため,エンコーダの出力波形の歪みの影響を受けやすく,調整箇所が多い上に,経年変化により定期的に再調整せねばならず,また,高精度のアナログ演算素子を多用するので,製造コストが高く,汎用コントローラへの応用が妨げられていた.そこで,2相型PLLの耐ノイズ性の高さや高速高分解能などの優れた特徴を生かしたまま,回路の一部をマイクロプロセッサやDSPによる演算回路に置き換え,回路定数の変化を抑えるとともに調整箇所を減らし,製造コストが低く耐ノイズ性に優れた汎用サーボコントローラを開発することとした.具体的には,高精度エンコーダから得られる2相正弦波を2相型PLLにより高分解能で内挿し,この内挿パルスを可逆カウンタで計数してエンコーダの回転角を得ているが,内挿に2相型PLLを用いているので,強力なノイズ環境下においても正確な位置が検出できる.
平成8年度においては,平成7年度に設計・試作を行ったコントローラの特性を測定し,2相型PLLの応用により,内挿精度が高く,また極めて優れた耐ノイズ特性を有していることが確認された.しかし,サンプリングに基づくエリアシングの影響によりトラッキング誤差のFFTが特定の周波数でピークを生じることが分かった.そこで,DSPによりサンプリング間隔を短縮することを試みた.
平成9年度においては,はじめに,エンコーダの波形歪みの影響を除くため,追従側2相信号の波形を非正弦波とすることを試みた.実験の結果,エンコーダの出力波形が多少歪んでも,十分な精度で内挿可能なことが確認された.次に,平成7年度から行ってきた研究成果を集大成したサーボコントローラを試作し,速度,制度,耐ノイズ特性などの諸特性を調べたところ,従来のサーボコントローラに比べて格段に優れていることが確認され,研究の目的を十分に達成していることが分かった.
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