センサレスドライブ制御技術の基礎とMATLABシミュレーション

技術者・研究者向けの書籍紹介

発刊日: 2005年4月25日　　執筆者 HPをご覧ください。
体　裁: B5版180項(サンプルプログラム付)

第１章　MATLABによるシミュレーションの基礎
　１．MATLABシミュレーションの準備
　　1.1　コマンドウィンドウでのプログラムの実行
　　1.2　M-ファイルによるプログラムの実行
　　1.3　テキストデータの取り扱い
　　1.4　行列と数学関数
　２．一次遅れ系に対する比例制御系の設計
　　2.1　制御系のブロック線図
　　2.2　初期設定
　　2.3　制御対象の離散化
　　2.4　シミュレーション
　　2.5　シミュレーション結果のグラフ化

第２章　制御プログラムの基礎-ノイズ除去フィルタの設計
　１．制御器とフィルタの差分方程式の求め方
　　1.1　制御器とフィルタの伝達関数
　　1.2　離散系パルス伝達関数の差分方程式への変換
　　1.3　連続系から離散系への変換
　　1.4　差分方程式のソフトウェア化
　２．フィルタの設計
　　2.1　高周波ノイズを除去するローパスフィルタ
　　2.2　低周波ノイズを除去するハイパスフィルタ
　　2.3　ある周波数を中心とした成分を持つノイズを除去するノッチフィルタ
　　2.4　角度信号などのランプ信号に対する各種フィルタ
　　2.5　周波数が既知の正弦波に対する各種フィルタ

第３章　同期モータのモデル化
　１．モータはなぜ回るのか
　　1.1　ブラシ付き直流モータ
　　1.2　永久磁石同期モータ（PMSM）
　２．同期モータの構造
　　2.1　表面磁石同期モータ（SPMSM）
　　2.2　埋込磁石同期モータ（IPMSM）
　　2.3　シンクロナスリラクタンスモータ（SynRM）
　３．同期モータの動作原理
　　3.1　電圧方程式
　　3.2　トルク方程式
　４．各種座標上のモータモデル
　　4.1　3相固定UVW座標
　　4.2　2相固定αβ座標
　　4.3　2相回転dq座標
　　4.4　各種モータの構造と特徴
　５．ベクトル制御法
　　5.1　センサレス制御系のブロック線図とベクトル制御
　　5.2　最大トルク運転
　　5.3　最高速度運転
　　5.4　過変調 PWM 制御
　　5.5　最大効率運転

第４章　オブザーバと拡張カルマンフィルタ
　１．モータの状態空間モデル
　２．オブザーバとは
　　2.1　同一次元オブザーバ
　　2.2　最小次元オブザーバ
　３．オブザーバの設計
　　3.1　極配置
　　3.2　カルマンフィルタ：LQ，LQG
　　3.3　適応オブザーバ
　４．非線形時変系のオブザーバ
　　4.1　拡張カルマンフィルタ

第５章　モータ機器定数の測定
　１．モータ電圧とモータ電流の検出
　　1.1　モータ電流の検出
　　1.2　モータ電圧の検出
　２．巻線抵抗Rの測定
　３．dq座標インダクタンスLdとLqの測定
　４．鎖交磁束数φaの測定

第６章　センサレスドライブ制御技術
　１．センサレスドライブ制御技術の概要
　２．電圧に基づくセンサレス法と特徴
　３．高周波を重畳するセンサレス法と特徴
　４．モデルに基づくセンサレス法と特徴
　　4.1　2相αβ固定座標モデルに基づく方法
　　4.2　2相ｄｑ回転座標モデルに基づく方法
　５．センサレスドライブ制御技術の課題
　　5.1　角度センサとしての分解能
　　5.2　電流の変動
　　5.3　速度の変動
　　5.4　負荷トルクの変動
　　5.5　モータ機器定数と角度推定精度
　６．最新のセンサレス法と特徴
　　6.1　拡張誘起電圧を利用する方法
　　6.2　拡張カルマンフィルタを適用する方法

第７章　今後の展望
　１．センサレスドライブ制御技術革新に向けての取り組み
　　1.1　レスレスセンサレス
　　1.2　機器定数オンライン同定
　　1.3　さらなる高性能化

参考文献