| 研究課題/領域番号 |
06452191
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
樋口 俊郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10111569)
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| 研究分担者 |
岡 宏一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10160649)
黒澤 実 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (70170090)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| キーワード | 1ビットディジタル信号 / ΔΣ変調 / ディジタル制御 / ディジタル信号処理 / ノイズシェイピング / サーボ機構 / パルス密度変調 / 高速制御 |
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| 研究概要 |
1ビットディジタル信号処理回路のアルゴリズムの検討・シミュレーション・ハードウェアの試作および、DSP出の演算処理の検討と実験、制御回路への応用と実験を行った。
まず、信号処理回路に関しては、乗除算と積分回路を考案・試作し、その動作を検討した。乗除算回路は、信号に対して定数倍(p/q倍;p,qは自然数)する回路を考案・試作し、その演算精度と遅延時間について検討した。さらに、信号の積分回路につて試作し、その動作を実証した。以上により、1ビット信号のままで、信号の4則演算と微積分が可能であることを明らかにした。さらに、1ビット信号同志の乗算のアルゴリズムを開発し、シミュレーションによりそのアルゴリズムの正しさを実証した。ジンバル磁気軸受を制御対象として制御実験を行った。
1ビットディジタル信号をより簡単に処理するために、DSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)を用いた信号処理を検討した。通常のマルチビット用(16ビットデータバス幅)の固定小数点演算DSPを使い、ソフトウェアによる実装を試みた。その結果、専用ハードウエアでない分、演算に要するステップ数は増加するが、処理の効率化により高速に演算の実現できることを示した。
さらに、DSPを用いた信号処理系を用いて、ジンバル磁気軸受を制御対象として制御実験を行った。1ビット信号処理回路としては、A/D変換回路と増幅・加算演算が使用可能であるので、変位信号と速度信号の重み付け(増幅)加算と磁気回路の駆動部分した。本システムにおけるサンプリング周波数は500kHzとしたので、ほぼアナログ信号処理と同様な応答速度をディジタル信号処理により実現した。
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