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PWM CONTROL APPARATUS AND PWM CONTROL METHOD meetings

Patent code P150012039
File No. S2015-0120-N0
Posted date Jun 15, 2015
Application number P2014-224296
Publication number P2016-092951A
Patent number P6479419
Date of filing Nov 4, 2014
Date of publication of application May 23, 2016
Date of registration Feb 15, 2019
Inventor
  • (In Japanese)平田 光男
  • (In Japanese)鈴木 雅康
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人宇都宮大学
Title PWM CONTROL APPARATUS AND PWM CONTROL METHOD meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PWM control apparatus capable of changing a PWM control system including a control object into a discreteness time system having a linearity in the case where the control object has the linearity.
SOLUTION: A PWM control apparatus 10 that controls an operation of a control object 20 by a PWM system, comprises: a displacement magnitude h[κ] of a center of a pulse width in the pulse width (▵T[κ]) and the center of pulse width (Ts/2+h[κ]); a control signal generating part 11 that gives a signal for controlling two pulse shapes as a variable number; a wave shape generating part 15 that generates a PWM wave shape applied to the control object 20 based on the control signal obtained by the control signal generating part 11, and outputs to the control object 20. Ts: sampling period.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

PWMは、制御対象、例えばモータの動作を制御する際に、印加電圧を連続的に変化させるのではなく、パルス波の幅を変化させる、つまりデューティー比を変化させることで、印加電圧を変化させるのと同様の効果を果たす。PWMは、スイッチングがonの状態とoffの状態しかないので(図6(b)参照)、駆動回路の損失が極めて少なく、効率の高い制御手法である。なお、デューティー比は、パルス波の幅(デューティー)をΔT,サンプリング周期をTsとすると、以下で定義される(図6(a)参照)。
デューティー比:ΔT/Ts

PWM制御は、制御対象が線形システムであっても、PWM入力で駆動すると、そのシステムは非線形特性を示す。そこで、非特許文献1に示されるように、「PWMホールド離散化」と称される、線形性の高い離散時間モデルを求める手法が提案されている。
この手法は、図6(c)に示すように、パルス幅:△T[κ]を可変にすることを要旨とする。この手法は、現在、種々の用途のPWM制御に適用されている(例えば、特許文献1)が、離散化誤差の大きさは、制御対象の特性又はサンプリング周期に依存する。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、パルス波のデューティー比を変化させて変調するパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)方式により、制御対象の動作を制御
するPWM制御装置であって、
パルス幅(△T[κ])と、
パルス幅中心(Ts/2+h[κ])におけるパルス幅中心の変位量h[κ]と、の二つのパルス波形を制御する制御信号を変数として与える制御信号生成部と、
前記制御信号生成部から取得する前記制御信号に基づいて、前記制御対象に印加するPWM波形を生成し、前記制御対象に向けて出力する波形生成部と、を備え
前記制御信号生成部は、
前記制御対象の動作を制御する際に、
前記制御対象について与えられる、前記パルス幅(△T[κ])と前記変位量h[κ]に関する非線形な離散時間状態方程式に、仮想入力uVを導入して、前記パルス幅(△T[κ])と前記変位量h[κ]を計算し、
前記波形生成部は、
計算された前記パルス幅(△T[κ])と前記変位量h[κ]を取得して、前記PWM波形を生成することを特徴とするPWM制御装置。
Ts:サンプリング周期

【請求項2】
 
パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)方式により、制御対象の動作を制御
するPWM制御装置であって、
パルス幅(△T[κ])と、
パルス幅中心(Ts/2+h[κ])におけるパルス幅中心の変位量h[κ]と、の二つのパルス波形を制御する制御信号を変数として与える制御信号生成部と、
前記制御信号生成部から取得する前記制御信号に基づいて、前記制御対象に印加するPWM波形を生成し、前記制御対象に向けて出力する波形生成部と、を備え、
前記制御信号生成部は、
前記制御対象について与えられる、前記パルス幅(△T[κ])と前記変位量h[κ]に関する非線形な離散時間状態方程式に、仮想入力uVを導入することによって予め求められている、前記仮想入力uVに対する前記パルス幅(△T[κ])と前記変位量h[κ]の関連データを保持し、
前記波形生成部は、
前記関連データを取得して、前記PWM波形を生成することを特徴とするPWM制御装置。
Ts:サンプリング周期

【請求項3】
 
パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)方式により、制御対象の動作を制御
するPWM制御方法であって、
パルス幅(△T[κ])と、
パルス幅の中心(Ts/2+h[κ])におけるパルス幅中心の変位量h[κ]と、の二つのパルス波形を制御する信号を変数として、前記制御対象に印加するPWM波形を生成し、前記制御対象に向けて印加し、
前記制御対象に向けて印加される前記PWM波形は、
前記制御対象の動作を制御する際に、
前記制御対象について与えられる、前記パルス幅(△T[κ])と前記変位量h[κ]に関する非線形な離散時間状態方程式に、仮想入力uVを導入して計算される前記パルス幅(△T[κ])と前記変位量h[κ]に基づいて、生成されることを特徴とするPWM制御方法。
Ts:サンプリング周期

【請求項4】
 
パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)方式により、制御対象の動作を制御
するPWM制御方法であって、
パルス幅(△T[κ])と、
パルス幅の中心(Ts/2+h[κ])におけるパルス幅中心の変位量h[κ]と、の二つのパルス波形を制御する信号を変数として、前記制御対象に印加するPWM波形を生成し、前記制御対象に向けて印加し、
前記制御対象に向けて印加される前記PWM波形は、
前記制御対象について与えられる、前記パルス幅(△T[κ])と前記変位量h[κ]に関する非線形な離散時間状態方程式に、仮想入力uVを導入することによって予め求められている、前記仮想入力uVに対する前記パルス幅(△T[κ])と前記変位量h[κ]の関連データに基づいて、生成されることを特徴とするPWM制御方法。
Ts:サンプリング周期
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014224296thum.jpg
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