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DCモーターの制御技術修得

著者

辻正晴

雑誌名

技術報告集

巻

6 (2000年度)

ページ

69-72

発行年

2001-04

URL

http://hdl.handle.net/10098/7541

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DC モーターの制御技術修得

第三技術室システム制御技術班辻正晴

1 .

目的電動車椅子、電気搬送用ロボットなどの使用を目的とした DC モ}ターの制御を、パソコンを用いてデジタノレ制御する技術の修得。 2. 設計のコンセプト ① パワー MO

S F

E

T トランジスタによる PWM (パルス幅変調)制御とする。 ② ハード、ソフトともに簡素化する。 ③ 精度は実用の範囲内とする。(電気搬送車使用を目的とする) 3. システムの概要 PC-98 μPD71054 カウンタタイマーOUT PWM OUT

8255A

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4. 制御回路図

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5. 回路図の説明 μPD71054 (8253 の上位互換)の動作カウンタ 0 をそード 2 (レイト・ジェネレ}タ)とし、 0.01 秒のパルスを 8255A の PA4 に入力する。カウンタ 1 はモード 1 (プログラマブル・ワンショット)とし、ロータリーエンコーダのパルス数を P C6 からのトリガーにより 1 秒毎にカウンタ・ラッチ・オベレーションとし読込む。カウンタ 2 はモード o (ターミナル・カウント)とし、 0-0.01 秒のパルスを 240 段階の幅で PWM 制御する。これは、クロックに 12.

288MH

z を 512 分周した 24KHz を使用している為である。 8255A の動作 PA4 に入る 0.0 1 秒毎のパルスをカウントし、 1 秒毎に P C6 から μPD71054 のカウンタ 1 にトリガーを掛ける。

P

_{C7 からはモ}タドライパに回転方向 (CW/C CW) を指示する。} PA3-PAO は 1 6 進コードスイッチにより 1 6 段階の回転数指示を与える。

PA7. PA6.

_{PA5 へは、リミッ夕、モータ ON/OFF 、 CW/CCW などの設定をスイッチ}

により指示できるが、今回はパソコンのファンクションキーを代用する。ドライパ一回路パワー MO

S F

ET は H 型ブリッジ回路とし 1 電源で正逆転が可飽である。また、フォトカプラーで電気的に絶縁されているので、モーターからのノイズがコントロール部に影響を与えることが少ない。パワー MO

S F

E

T はモータ駆動コイルからの誘導起電力を吸収するため、パワー・ショットキ・ダイオ}ドを取付けるか、内蔵されているものを使用する。 6. 基本制御フローチャート (N88-BASIC 割込みなし)

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-71-7. 結果と考察

パワー MO

S F

ET のゲートには容量成分があるので、 PWM 制御で高速スイッチングが必要

な場合は、高容量を駆動できる回路が必要である。

今回、その使用目的を電気搬送車用モータとしたので、それほど滑らかな制御は必要ないと考え、

フォトカブラーの出力でそのまま駆動している。実験では 0.0 1 秒程度の PWM 制御で実用に耐え

るものと視認された。下図はパルス幅を 0.0 1 秒まで 240 段階に変化させていった場合の、回転

数モニター用モータの発電電圧変化である。

プログラムでは 1 秒毎に、回転数カウンタの読込み、司令スイッチの読込みを行っているので僅

かに回転むらを生ずるが、視認する限り問題はないと思える。しかし、実際車椅子などに使用した

場合、乗り心地に影響を与えることも考えられる。また、スピードコントロールは 1 6 段変速とし

ているが、アクセルまたはジョイステックによる無段変速が望ましい。更に、左右の方向転換など

には 2 台のモータを効率よく制御する必要があり、コンビュータのワンチップ化も必要となる。

参考図書三浦宏文 : r ハンディブックメカトロニクス」オーム社

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