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メカトロ・シリーズ位置も回転速度も思いのままに!ブラシ付きやステッピングをソフトウェアで操る実験で学ぶDCモータのマイコン制御術【オンデマンド版】
最近とても身近になったマイコンを利用すれば,モータの回転スピードを変えたり,目的位置でとめたり,といったことが簡単に実現できます.
本書では,模型用モータなどのブラシ付きモータ,簡単に位置を決められるステッピング・モータの2種類を対象にします.この2種類のモータをマイコンで制御して,回転速度や位置を決めるための方法,具体的な回路やプログラムについて解説します. ※本書は,トランジスタ技術 2006年8月号〜2007年11月号に連載された「実践講座 小型モータの選定と制御技術」を元に,加筆修正を行ったものです. 目次
第1部 モータはこうやって回る〜ターゲットを知る 分類と用途 第1章 本書で扱うモータとその応用 1-1 アクチュエータとモータ 1-2 DCモータが使われているところ コラム 回転運動を直線移動に変えるには 電磁力を回転運動に変えるしくみ 第2章 モータはどうして回るの? 2-1 モータを回している力 2-2 磁界を発生させる「磁石」のふるまい 2-3 回転の仕組み ブラシ付き/ブラシレス/ステッピング/AC 第3章 小型モータのいろいろ 3-1 その(1)…ブラシ付きDCモータ 3-2 その(2)…ブラシレスDCモータ 3-3 その(3)…ステッピング・モータ 3-4 その(4)…ACモータ 第2部 ブラシ付きDCモータのマイコン制御術〜ゆっくり回したりピタッと止めたり 機械部品「モータ」を電子部品に置き換える 第4章 ブラシ付きDCモータを回路で表す 4-1 モータのことをよく調べる 4-2 等価回路を求める コラム 小さな力で大きな物を回せるようにしてくれる「減速機構」 回転/停止や加減速/逆転 第5章 ブラシ付きDCモータの駆動回路 5-1 回転と停止 5-2 双方回転と停止 5-3 回転速度を変える マイコンとセンサでインテリジェントに!回転速度を自動制御! 第6章 ブラシ付きDCモータの速度制御 6-1 回転速度を自動制御する構成 6-2 マイコンとその開発環境 6-3 センサ付きモータとモータ・ドライバの選定 6-4 制御回路と駆動回路をまとめた基板の製作 6-5 比例制御による回転速度制御回路の設計 6-6 比例制御プログラムの概要と書き込み 6-7 比例制御の性能 6-8 期待値と実際の回転速度の差を減らせる「比例積分制御」 6-9 制御用パラメータの設定を行う外部設定器の製作 6-10 比例積分制御による速度制御回路の設計 6-11 比例積分制御プログラム 6-12 比例積分制御における速度制御特性 6-13 定格電圧の違うモータに変更したい場合 6-14 回転速度を上げたい場合 6-15 出力パルス数の少ない安価なエンコーダを使いたい場合 Appendix 手作りのモータ特性評価装置3題 ねらった位置にピタリと止める 第7章 ブラシ付きDCモータの位置制御 7-1 位置制御を行うシステム 7-2 実験装置 7-3 位置制御系の構成 7-4 制御プログラム 7-5 実験装置の位置制御特性 より安定かつ高速応答を目指して 第8章 フィードバック制御の理論と実際 8-1 モータ制御システムを構成する各要素をモデリングする 8-2 モデリングした要素を組み合わせる 8-3 モデリングを利用した予測と実際 8-4 1次遅れ近似の速度制御系のシミュレーション 8-5 電機子インダクタンスを含めた2次遅れの伝達関数 8-6 2次遅れの速度制御系のシミュレーション 8-7 実用的な制御回路の伝達関数 Appendix 無償の回路シミュレータPspice評価版を利用した制御系の解析 第3部 ステッピング・モータのマイコン制御術〜指示した回転速度でバシッと停止 一定角ずつ動くしくみを解説 第9章 ステッピング・モータの構造と特性 9-1 構造と動作原理 9-2 基本特性 2相,3相,5相モータの励磁方式の詳細 第10章 ステッピング・モータの動かし方 10-1 2相ステッピング・モータ 10-2 3相ステッピング・モータ 10-3 5相ステッピング・モータ 10-4 滑らかな回転を行うマイクロステップ駆動 仕様決めのポイントと具体的な回路例 第11章 ステッピング・モータの駆動回路 11-1 駆動回路を決めるためのチェック・ポイント 11-2 ドライバの回路構成と動作 11-3 フル・ステップ駆動,2分割,4分割マイクロステップ駆動の動作波形を確認 応答特性と角度誤差の実例 第12章 ステッピング・モータの特性測定 12-1 2相HB型ステッピング・モータで実験 1台作っておけばいろいろなモータに使える 第13章 実験用パルス発生器を作る 13-1 本器の機能 13-2 ハードウェアとソフトウェア 13-3 動作の確認 13-4 ステッピング・モータ測定向け機能の追加 13-5 DCモータ測定向け機能の追加 |
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