モータに集中特化した自動制御理論とモータ制御系設計入門講座

モータドライブ・制御部門に配属されながら、自動制御理論を未習の人はもちろん既習の人も、モータドライブ制御技術者として戦力化するのに役立つセミナーです。 　大学などでの自動制御理論の講義はもちろん、その元になっている教科書・参考書の内容は、もっぱら解析理論・手法ばかりで活用法・設計法は皆無です。例えばボード線図の描き方はわかっても、読み方はわかりますか?PI制御器などの各種補償要素の伝達関数はわかってもその係数の決め方、つまり設計法は教わりましたか?各種係数の調整法はどうでしょうか? 　本セミナーでは、モータドライブ制御に集中特化して、これに最小限必須の自動制御理論と、 その活かし方、およびこれを活用したモータドライブ制御の電流制御系と速度制御系の設計方法を平易に解説します。設計結果をデジタルで実装する場合の諸知識、注意事項も説明します。

1. 自動制御の概要
   1. 自動制御とはフィードバック制御のこと
   2. フィードバック制御の基本と構成 … ブロック図が基本です
2. 制御系のモデル化の方法
   1. 実に単純、ラプラス変換 … 逆変換なんて不要です
   2. 個々の要素の伝達関数
   3. 複数の要素の伝達関数の合成法
   4. 伝達関数でわかる安定性
3. 周波数応答
   1. 周波数応答の意義と求め方
   2. 周波数応答の表示法、ボード線図 … 折れ線近似がベストです
   3. これは必須!基本要素のボード線図 … その数たったの2つです
   4. 複雑な系のボード線図も個々の要素の図上の足し算で簡単
   5. ボード線図はこう読み取れ
      1. ボード線図と応答速度の関係
      2. ボード線図の傾斜と位相回転の明快な関係
      3. ボード線図が解き明かすフィードバック制御の宿命、不安定性のからくり … 設計法の基本でもあります
      4. 時間応答波形のようすをボード線図から読み解く方法
4. 制御系設計の評価指標
   1. 応答速度の指標 … 立ち上がり時間、時定数、整定時間
   2. 振動の指標 … オーバーシュート
   3. 応答後の指標 … 定常偏差
5. 補償要素 (制御器) の基本
   1. 比例 (P) 要素…応答速度を速める特効薬だが偏差が困りもの
   2. 制御器の基本は積分 (I) 要素 … 偏差ゼロが制御の基本です
   3. いいとこ取りの比例積分 (PI) 要素
   4. 取扱注意!!微分 (D) 要素は麻薬です
6. モータ電流制御系の設計法
   1. 例題の仕様設定
   2. 制御器はPIに決まってます
   3. ボード線図
      • 3種に分類、そのすべてを検証して見せます。もちろん正解は一種だけ
   4. 電流制御系設計の真髄は「極ゼロ相殺」
7. モータ速度制御系の設計法
   1. 例題の仕様設定
   2. やはり制御器はPIです … でもこれは基本です、追加要素もあります
   3. ボード線図 … 3種に分類、その一つで決め打ちしましょう
   4. 時間応答波形で確認 … PIだけではオーバーシュートは消せません
   5. 速度応答では負荷応答も忘れるな
      • 無理なオーバーシュート抑制では負荷応答が台無しに…
   6. オーバーシュートは追加要素で消せますよ
• 質疑応答