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2007 年度 実績報告書

簡易位置センサ・位置センサレス駆動制御用磁気支持形リニア同期モータの状態推定方法

研究課題

研究課題/領域番号 17560249
研究機関東京大学

研究代表者

古関 隆章  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 准教授 (20211899)

キーワードオブザーバ / 位置検知 / マルチレートサンプリング / 状態推定 / リニアモータ / リニア同期モータ / 駆動制御 / 制御工学
研究概要

最終年度は、当初検討の中心に据えた磁気支持ではなく、より厳密に位置制御の性能評価をするためリニアベアリング支持のリニア同期モータを供試機とし、汎用ビデオカメラからの信号に基づく位置の検出と、状態量の推定およびそれらを用いた状態フィードバック実験を3年間の研究の集大成として行った。汎用ビデオカメラはサンプリングレートが低く、画像処理によるむだ時間が位置信号に挿入されることで位相余裕を食いつぶす。サンプリングレート不足の問題に対し有効なデュアルサンプリングレートオブザーバを用いて、1秒間にわずか30コマという画像情報の時間的粗さに起因する位置情報の欠落を、モータの電流電圧情報と、制御対象のモデルに関する知識に基づき推定し補うことにした。そして、このオブザーバを、画像処理に伴うむだ時間に対応すべく、無駄時間相当のサンプル周期ごとの状態量を推定器内部のバッファに格納し利用する、あるいは推定対象の漸近安定性を仮定できる場合は、状態フィードバック制御系に直接出力するためのモデル情報による状態量計算値と、無駄時間のために遅れて、推定値出力後に初めて取得可能な位置情報を用い、状態量計算値を補正し持続的推定を可能とするためのオブザーバ内部で用いる推定値と、2種類の状態推定量を明示的に区別する状態推定の理論と設計法を導出し、拡張した。本理論的成果は全く新しいものため、今後対外発表に努めその有用性を訴えたい。汎用カメラを用いたリニア同期モータ位置制御実験を通じ、提案する無駄時間補償機能を持つオブザーバが正しく機能することを検証した。ただし、実装上の問題から、理論で予期しなかった3つめのサンプル周期が実験系に存在し悪影響を及ぼしていることがわかった。この点を解消するため、本成果の自然な延長上に、トリプルサンプルレートの状態推定を定式化することを今後の課題として進める必要がある。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Fuzzy model-based nonlinear maglev control for active vibration control systems2007

    • 著者名/発表者名
      Kadir Erkan, Takafumi Koseki
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagtnetics and Mechanics 25

      ページ: 543-548

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [学会発表] むだ時間を考慮したディジタル状態推定を基礎とした汎用カメラによる電動機駆動制御2008

    • 著者名/発表者名
      鈴木武海, 古関隆章
    • 学会等名
      平成20年電気学会全国大会, 4-186, pp310-311
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-03-21
  • [学会発表] Dual sampling-rate observer-based state feedback control of motor drive systems-Estimation from coarse position signal with dead time-2008

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Koseki, Takeomi Suzuki and Lilit Kovudhikurlungsri
    • 学会等名
      Global COE Symposium, the University of Tokyo, No.3-13, pp.351-356
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-03-07
  • [学会発表] むだ時間を考慮したデュアルサンプリングレートオプザーバを用いたカメラの長周期位置信号によるリニア同期モータの力学的状態量推定2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木武海, 古関隆章
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会(2-50)
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2007-08-22
  • [備考] 古関研究室年報のページ(2007年度の年報は現在編集中、2008年夏学期中に掲載予定)

    • URL

      http://www.koseki.t.u-tokyo.ac.jp/reports.ja.html

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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