モデルマッチング法によるLPF内蔵I-PD制御系の設計

摘要

現在モータは，発電，産業，交通，家電など多くの分野で用いられている，特に1980年代以降のマイクロエレクトロニクス技術や，パワー半導体素子の発展とともに，電力変換装置の一つであるインバータと，これにモータを組み合わせた駆動制御システムが急速に発展したことにより，モータの速度制御系の設計方法として様々なものが提案されており，代表的なものとしてはPI制御やPID制御が用いられている.PID制御はP(比例)，I(積分)，D(微分)動作の三要素からなり，各パラメータの物理的な意味が明確であることと，その実装の容易さから，モータ制御に限らず産業界において広く用いられている制御方式である.しかし，D動作はノイズを増幅してしまうという問題があるため，実際ではノイズを抑制するローパスフィルタ(LPF)と組み合わせて用いられている.しかし，制御目的と制御対象に依存して要求される応答性能は異なるとともに，センサノイズなどの問題もあることから，その都度PID制御系やノイズ対策のフィルタの調整を試行錯誤的に行うことは開発工数の増大につながる.特にフィルタ係数は制御系に大きな影響を与えるため，フィルタ係数を考慮した上でPIDパラメータを設計する必要がある.