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2020年8月 5日 (水)

振動力学 10kw高速サーボアンプ開発その9

2008051歴史とはその時代の影響力のある人物の記述により作られ、必ずしも真実とは限らない。そしてまた、立ち位置で違う歴史に真実など必要ないのかも知れない。ここに1枚の古ぼけた写真がある。これが1982年を写す唯一の証拠写真となり、ロボットベンチャー成功への起爆剤となった4軸ロボットなのだ。このメカを作ったのがk工業のm氏となる。だからm氏には恩義があるのだが歴史には登場してこないし、この真実は誰も知らない。スレートぶきの倉庫のような建物から、現在の大きなビルを誰が想像しただろうか?いずれにせよ、ロボット黎明期は過酷で過激でスリリングで、日々が戦場で2度とやりたくは無いが、確かに時代に生きている感覚はあった。

2008052さて振動力学の10kw高速サーボアンプ開発は更に拍車が掛かり、今回は波形歪みについて調べてみた。内部にデジタル分解能は32bitあるがpwm(1種のdaコンバータ)は16bitの分解能しかないから、cdに似たようなものになる。但し途中演算はbit落ちを考慮して必ず32bit演算としている。

2008053この波形がデッドタイム3μsecの電流波形でクロスオーバー歪みが大きい。丁度b級アンプのクロスオーバー歪みに良く似ている。デッドタイムはパワートランジスタやmosfetの応答速度で決るから、ゼロには出来ない。せいぜいデッドタイムを縮める位しかできない。pwmアンプの最大の弱点と言えるだろう。

2008054この画像が富士電機のリコメンドの3μsecのデッドタイムで正確に作ってある。ここはsh7145cpuの優れたところでパラメータをセットすれば、後は勝手にデッドタイムを生成してくれる。

2008055これを2μsecに変更してみた。ゼロクロス歪みは改善されないので即止めた。3μsecがギリギリ動作では大電流を流した時エラーの出る可能性がある。プリウスモータ実験の時2μsecでテストしたら、時々igbtエラーが出てしまい、この状況は何も変わらない。ここは3μsecで進むしかない。

2008056こちらは電流帰還を掛けた状態の電流波形でゼロクロス歪みは帰還によりカイゼンされている。pwm波形の歯抜けはデジタルオシロのサンプリング時間から派生するオバケで、時々誤魔化される。

2008057まあ、オーディオアンプではなくて振動力学は1種のロボットでもあるから、この程度で良しとしよう。波形歪み対策と電流帰還まで概ね終わり、次はいよいよ振動力学の位置帰還となる。位置制御は速度制御となり加速度制御となる。この加速度計算が難しくて連日ウンウンしている。とゆうか、今までは大学の研究室にsosを出せば何とかなったが、親しい教授2人とも退官してしまい相談に行けない。最近思うが、要するに人脈が段々乏しくなってきて自在に開発できない状況が、リタイアとゆうことなのだろう。

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