新しい磁束オブザーバを用いる高速ACサーボシステム

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61460148
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 茅 陽一 東大, 工学部, 教授 (20010704)
• 研究分担者: 林 武人 東京大学, 工学部, 助手 (10011181) ; 堀 洋一 東京大学, 工学部, 講師 (50165578)
• キーワード: オブザーバ / サーボモータ / パワーエレクトロニクス / 現代制御理論 / ベクトル制御 / ロバスト制御 / マイコン制御 / 電動機制御

研究概要

本研究は、現代制御理論の成果の一つである、状態変数オブザーバ(具体的には磁束オブザーバ)をACサーボシステムに適用することによって、同制御システムの飛躍的な高性能化を達成しようとする制御理論的研究である。本年度までに得られた成果を簡単に記すと以下のようである。
まず、誘導電動機はその回転速度を一定とみなし静止座標系から諸量を観測すれば4元の線形状態方程式で表現できることを示し、この状態方程式系にもとづいてGopinath形最小次元オブザーバの手法による2次磁束オブザーバを構成し、回転速度によらない極配置の実現法を示した。次に、磁束オブザーバの構成法が「磁束シミュレータ+予測誤差修正フィードバック」であることに着目すれば、10種類に及ぶオブザーバの構成が可能であり、それらは4つのグループに分類できること等を示した。なお、これらの理論はシミュレーションによってその有効性を確認している。
本研究のもう一つの目的は、これらの理論的成果を実機実験によって確認する点にある。そこで、実際に誘導機と直流機を用いたMGセットを用い、パワートランジスタで構成したPWMインバータを製作してこれを駆動し、マイクロプロセッサ上に実現した離散時間表現の磁束オブザーバによって2次磁束の推定実験を行い、収束速度や推定誤差などにおいて、初期のものとしては一応満足できる結果を得ている。また、付随実験として、真の磁束値を得るための2次電流を併用した磁束測定束法の開発や、直流機を用いた慣性シミュレータの開発も行った。
来年度は、電動機定数変動に対する磁束推定値のロバスト化(一部理論開発済み)の実証や、磁束オブザーバを用いることによってすべての状態変数にアクセスできるようになることを利用した、諸種の現代制御理論的手法の適用による高性能化について研究したいと考えている。

研究成果

• [文献書誌] 堀洋一,V.Cotter,茅陽一: 電気学会半導体電力変換研究会SPC-86-3. (1986)
• [文献書誌] V.Cotter,堀洋一,茅陽一: 電気学会産業電力応用研究会IA-86-2. (1986)
• [文献書誌] 堀洋一,V.Cotter,茅陽一: 昭和61年電気学会全国大会778. (1986)
• [文献書誌] Yoichi.Hori;Vincent.Cotter;Yoichi.Kaya: JSST Conference on Recent Adyances in Simulation of Complex Systems. 448-453 (1986)
• [文献書誌] 堀洋一,V.Cotter,茅陽一: 電気学会半導体電力変換研究会SPC-86-42. (1986)
• [文献書誌] Yoichi.Hori,Vincent.Cotter and Yoichi.Kaya: Proceedings of SICE'86. 2. 939-942 (1986)
• [文献書誌] V.Cotter,堀洋一,茅陽一: 電気学会半導体電力変換研究会SPC-86-43.
• [文献書誌] 堀洋一,V.Cotter,茅陽一: 電気学会論文誌B. 106-B. 1001-1008 (1986)
• [文献書誌] Yoichi.Hori;Vincent.Cotter;Yoichi.Kaya: IFAC 10th World Congress. (1987)
• [文献書誌] 堀洋一: 電気学会半導体電力変換研究会SPC-87-25. (1987)
• [文献書誌] 定梶潤,Vincent Cotter,堀洋一,茅陽一: 昭和62年電気学会全国大会643. (1987)