瞬時速度オブザーバ
ディジタル制御系ではエンコーダの位置情報の差分を用いて速度検出器を構成することが多い.
低速域ではパルス数が少なくなるで速度の時間遅れが増大する(検出遅れ?)
また,制御周期が短くなると,相対的に十分なパルス数が得られない場合が存在する.これは主として速度情報の量子化雑音という問題になる.
構成
- エンコーダの情報がない間の速度推定
- エンコーダの情報で推定値を修正
の2つに分けられる.
ハードウェア構成,ここではstm32への実装を考えてその該当する機能を書く
パルス数を計測するカウンタ(位置読み込み型)
タイマ,エンコーダモード
一定時間の割り込みでパル数の差分を数えればエンコーダとして最も単純な構成になる.
パルス間隔を計測する(平均速度読み込み型)
タイマ,入力キャプチャモード
立ち上がり(下がり)エッジ毎にタイマ値をキャプチャ
タイマ,PWM入力モード
立ち上がり時にタイマリセット
立ち上がり立ち下がりエッジ毎にタイマchをチャネル2にキャプチャ
入力キャプチャモードの拡張版という感じ
推定と外乱のモデル
推定…電動機のノミナルモデルに基づいて行う.
エンコーダから速度情報が得られない場合,速度情報を推定するには外乱の推定値が必要.
十分に短い周期であれば外乱は時不変と考えてもいいが,平均速度読み込み型の場合,短くすることが難しい.外乱モデルを時間についての多項式で,N次成分までとする.
高次外乱補償機能 を有す る瞬時速度オブザーバ
外乱推定型ロバストメカニカル制御