JAJA734 January   2023 DRV8452 , DRV8462

PRODUCTION DATA  

  1.   概要
  2.   商標
  3. 1ステッパ・モーター・ドライバの電力効率
  4. 2自動トルク
    1. 2.1 自動トルク：学習の原理
      1. 2.1.1 自動トルク学習ルーチンの設定
    2. 2.2 電流制御
      1. 2.2.1 電流制御パラメータの設定
    3. 2.3 PD 制御ループ
    4. 2.4 自動トルク調整パラメータの影響
      1. 2.4.1 学習パラメータが負荷過渡応答に及ぼす影響
      2. 2.4.2 ATQ_UL、ATQ_LL ヒステリシスの影響
      3. 2.4.3 負荷プロファイルが電力節減量に及ぼす影響
      4. 2.4.4 適応型 ATQ_UL、ATQ_LL
      5. 2.4.5 PD パラメータの依存性曲線
        1. 2.4.5.1 KP 依存性
        2. 2.4.5.2 KD および ATQ_D_THR 依存性
        3. 2.4.5.3 ATQ_FRZ および ATQ_AVG 依存性
        4. 2.4.5.4 ATQ_ERROR_TRUNCATE 依存性
      6. 2.4.6 各種モーター速度での ATQ_CNT
      7. 2.4.7 各種電源電圧での ATQ_CNT
      8. 2.4.8 モーター温度の推定
    5. 2.5 自動トルクによる効率向上
  5. 3ケース・スタディ
    1. 3.1 アプリケーション 1：現金自動預払機 (ATM)
      1. 3.1.1 ATM モーターの動作条件
      2. 3.1.2 自動トルク機能付き ATM モーター
    2. 3.2 アプリケーション 2：繊維機械
      1. 3.2.1 繊維機械モーターの動作条件
      2. 3.2.2 自動トルク機能付き繊維機械モーター
    3. 3.3 アプリケーション 3：プリンタ
      1. 3.3.1 自動トルク付きプリンタ・モーター
  6. 4まとめ
  7. 5関連資料

2.3 PD 制御ループ

このセクションでは、内部 PD 制御ループが、誤差を最小限に抑えながら、突発的な負荷トルク過渡に対する応答を平滑化する仕組みについて説明します。

表 2-3 に、PD 制御ループ関連の主要パラメータを示します。

表 2-3 PD 制御ループのパラメータ
パラメータ 説明
KP[7:0]、KD[3:0] PD 制御ループの比例、および差動ゲイン・パラメータ。
ATQ_AVG[2:0] ATQ_CNT パラメータは、半周期の ATQ_AVG 数の移動平均です。したがって、ATQ_AVG の値が大きいと、急激なピーク負荷要求に対するループ応答時間が遅くなりますが、より高いトルク出力への唐突な動きがないスムーズな遷移が保証されます。値が小さいと、ループは急激な負荷要求に対して即座に応答します。
  • 010b - 2 サイクルの平均
  • 100b - 4 サイクルの平均
  • 111b - 8 サイクルの平均
  • その他の値：平均化なし
ATQ_FRZ[2:0] 電気的な半サイクルの遅延の後、PD ループへの応答として電流が変化します。小さい値を使用すると、ピーク負荷の要求を満たすために、電流が急速に増加します。このパラメータの範囲は 1～7 です。
001b - 最も速い応答時間。しかし、ループは不安定になる場合があります。
111b - 最も遅い応答。しかし、ループは安定します。
ATQ_D_THR[7:0] 誤差の変化が ATQ_D_THR 未満の場合、KD は補正に寄与しません。誤差の変化が ATQ_D_THR より大きい場合にのみ、KD は寄与します。
例：ATQ_D_THR = 10、
誤差の変化が 9 である場合、u(t) = KP * e(t)
誤差の変化が 12 である場合、u(t) = KP * e(t) + KD * de(t)/dt
ATQ_ERROR_TRUNCATE[3:0] PD ループの式で使用される前に、誤差から切り捨てられた LSB ビット数。値が大きいと、電流波形の発振が減少します。

PD 制御アルゴリズムは次のように表されます。

Equation5. u(t) = KP * e(t) + KD * de(t)/dt

ここで、

KP および KD = PD ループ定数

  • u(t) = コントローラの出力
  • e(t) = エラー信号

PD ループ・パラメータの調整に関するガイドラインは、以下のとおりです。

  • KP = 1、KD = 0 に設定します。他のすべての PD ループ・パラメータは、それぞれのデフォルト値にする必要があります。
  • アプリケーション固有の負荷プロファイルを適用します。
  • モーターがストールした場合、KP、KD を増加し、モーターがストールしなくなるまで ATQ_D_THR を減少させます。
  • モーターがストールしなくなったら、一定の負荷トルクでの電流波形を観察します。
  • 電流波形に発振がある場合は、ATQ_FRZ、ATQ_AVG、および ATQ_ERROR_TRUNCATE を増加させます。
  • ATQ_FRZ、ATQ_AVG、および ATQ_ERROR_TRUNCATE の値が非常に大きいと、負荷過渡応答が悪化する可能性があるため、PD 制御ループが安定していることを確認するために、負荷過渡応答をもう一度チェックすることを推奨します。

#GUID-0F7E9DFE-DCA2-4A6C-9D65-16AE4D842534 は PD 制御ループ・パラメータを選択するためのフローチャートです。

図 2-7 PD 制御ループ・パラメータの選択