ビジュアル情報を利用したエンコーダレス誘導電動機駆動装置の開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16560247
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 辻 峰男 長崎大学, 工学部, 教授 (80145218)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小山 純 長崎大学, 工学部, 教授 (00037920) ; 陳 碩 長崎大学, 工学部, 講師 (00363466) ; 浜崎 真一 長崎大学, 工学部, 助手 (80363472)
• Keywords: ビジュアル情報 / センサレス制御 / 誘導電動機 / ベクトル制御 / パラメータ同定 / 磁東オブザーバ

Research Abstract

本研究では、電動機に直結したエンコーダを省いて、研究代表者が提案しているQ軸磁束オブザーバを利用した速度推定法と簡単で安価なビジュアルセンサの情報を併用することでエンコーダ付きの場合に匹敵する高速応答を得るサーボシステムを考案し、実験装置を製作して理論の検証を行うことを目的としている。本年度は以下の成果が得られた。
1.システム設計
速度センサレスベクトル制御の速度推定値とビジュアル信号を処理して得られる情報を組み合わせたハイブリッド方式のベクトル制御法を考案した。ビジュアル情報は、特に速度センサレスベクトル制御で問題となる低速回生運動時の安定性と電動機二次時定数の同定、定常速度演算等に利用する。誘導電動機、ベクトル制御系、速度制御系、電流制御系を含めたシステム全体のシミュレーション解析と設計を行った。
2.実験装置の製作
インバータ、DSPボート、誘導電動機、直流発電機、電球負荷等を組み合わせて、制御システムの試作を行った。ただし、CCDカメラと画像処理ボードに関しては、基本設計のみを行った。また、FPGAを購入し、基本的動作を行うカウンタを製作した。
3.ソフトウェアの開発
試験用及び評価用に取り付けているエンコーダからの角度情報を、ビジュアル情報と同じサンプリング周期で検出し、模擬実験を行うためのソフトウェアをC言語で開発した。
4.模擬実験による性能評価及び報告
製作した装置で、Q軸磁束オブザーバを利用した速度センサレスベクトル制御の速度制御、負荷特性の実験を行い、シミュレーション結果と実験結果を比較検討した。