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2021 年度 研究成果報告書

パルス幅高速切換え方式による超音波モータの精密位置決め制御回路の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 19K04337
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

岡 正人  近畿大学, 工学部, 教授 (70281582)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードUltrasonic motor / Precise position control / Piezoelectric element / Actuator
研究成果の概要

周波数・電圧・位相差を任意の値に変えることのできる駆動回路を開発した。この駆動回路は正弦波を発生させるDDSと高電圧オペレーショナルアンプから構成される。この回路により超音波モータの回転速度を制御する3つのパラメータ値を高速かつ任意に変えることが可能となった。
従来の制御手法においては、周波数を変えることにより超音波モータの回転速度を変化させていた。しかしながら、きわめて回転速度が遅い領域において、制御入力値が出力値に正しく反映されない特性がある。提案する可変周波数・電圧制御手法では、制御入力値に対して出力値が正しく反映されることが可能となった。これにより高精度の位置決め制御を実現できた。

自由記述の分野

電子回路

研究成果の学術的意義や社会的意義

超音波モータは非磁性体で構成でき、MRI(Magnetic resonance image)装置内で動作する手術支援ロボットのアクチュエータとしての応用が期待されている。MRI装置で撮影された画像を確認しながら手術することができれば、脳のような複雑な組織においても安全で正確な手術ができると考えられる。本研究では駆動回路および制御手法を見直すことにより、このモータをきわめて高精度に位置制御できることが確認できた。これによりMRI対応型の手術支援ロボットのアクチュエータとして用いることができる。

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公開日: 2023-01-30  

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