2009年3月24日火曜日

MATLABでフィードバック系のシミュレーション

たまにうっかり忘れるのでメモ．

MATLABでプラントPと制御器Kが構成するフィードバック系のシミュレーションをするとき，
>> s=tf('s');
>> P=1/s;
>> K=1/(1+s);
>> step(P*K/(1+P*K))
とかやるのはNG．正しくは
>> step(feedback(P*K,1))
とする．一見結果は同じなのだけど
>> P*K/(1+P*K)

Transfer function:
s^2 + s
-----------------------
s^4 + 2 s^3 + 2 s^2 + s

>> feedback(P*K,1)

Transfer function:
1
-----------
s^2 + s + 1

>>
という違いがあり，高次のシステムを使うときになって初めて問題が顕在化したりしてよろしくない．
システムの割り算はMATLABでは逆システムの計算と直列接続で計算されるので，この場合P*Kと1+P*Kが共通の極を持っているにも関わらず，これらが相殺されないことによって問題が起こる．
ちなみにseriesとparallelを*と+で書くのは，少なくともSISOの場合には問題ない（中でやってる処理は同じ）．MIMOの場合は未確認．

MATLABに限らないけど，強力なツールを使うのは楽なようで難しい・・・
ソースを全部追うのは大変だし・・・

時刻: 0 件のコメント:

2009年3月22日日曜日

使えそうな部品探索＠日本橋（モータードライバ編）

昔ほど頻繁に日本橋に行かなくなったので，どこの店にどの部品があるか把握できない・・・
というわけで，今後のためにまとめておきます．今回はモータードライバ関連です．

最初に店ごとにとってきたモータードライバ関連部品コーナーの写真，
続いてカテゴリーごとの部品まとめになっています．

あとトーカイとシリコンハウス共立は重要かと思いますが，見る時間がなかったので入ってません．

ではカテゴリーごとのまとめ編

  • モータードライバIC
    一番楽な選択肢で，基本的に一つの部品でモータードライバが構成できます．
    この手のICでよく使われているICにTA7291とかTA8440とかTA8429などがあります．これらのICは，東芝のカセットレコーダー用のICで入手が容易ですが，バイポーラトランジスタでできてるICなので電圧降下が激しく（１～３Vくらい），発熱が大きいことなどから，電池で動くタイプのマシンには使いたくありません．また，スイッチ速度も遅いのでPWMにもむかないです．
    ちなみにTB****という型番のモータードライバはFETベースなので電圧降下が小さく使いやすいです．ただし，こちらは滅多に見かけませんが・・・
    TA****については，どこでも手に入るし，個人的にあんまり使わないので，ここではバッサリ省略してます．
    DCモーター用
    TA****以外のICってやっぱりほとんど日本橋では出回ってないですねー．
    このジャンルに関しては通販で探した方がいいかも．
    1. μPD16805GS
      パーツランドの部品棚ではMPD16805になってます．これはこれで正しい気もしますが，uPDって書いてあることの方が多いかな？
      はんだ付けが少し困難であることを除けば，田宮の工作セット系のモーターFA130とかRA260の制御に申し分ない性能で使いやすいICです．
    ステッピングモーター用
    あんまり使わないけど，ついでにリストアップ．
    1. STK672-050
      ユニポーラ定電流チョッパ方式（他励PWM方式）ステッピングモータドライバ（正弦波駆動）出力電流3.0A
    2. LB1845
      PWM 電流制御式　ステッピングモータドライバ
    3. TB6615PG
      3相/4相ステッピングモータドライバ
    4. （PMM8713）
      製造中止のステッピングモーター用IC．直接ステッピングモーターを駆動するドライブ能力はないそうです．
      今後の入手性に難はありそうですが，デジットにはまだあるようですね．
    ブラシレスモーター用
    いつか使おうと思って全然使ったことがないブラシレスモーター・・・
    この機会に使ってみるか？
    1. ECN3022SP
      ＥＣＮ３０２２はＩＧＢＴを６個内蔵したワンチップ三相ブリッジＩＣです。
      特に三相ＤＣブラシレスモータ制御用に最適です。
    RCサーボモーター用IC
    使ったことないですが，RCサーボで使われているICも売っています．何度か調べようと思って調べ損ねているのでついでにまとめ．自作の機械をラジコン化するときに便利かな？
    1. NJM2611D
    2. M64611FP
    3. M52461GP
    データシートを見た感じだと，安価なRCサーボのほとんどはデッドバンド付きのP制御のようですね．

  • ゲートドライバ＆MOSFET
    適したモータードライバが見つからない場合，大抵はディスクリート部品でMOSFETを使ったモータードライバを組むことになります・・・が，MOSFETのゲートを駆動する回路は電源投入時や電圧低下時の安全性，ゲート電圧の確保などを考えると結構難しく，この部分の間違いでモータードライバが炎上する事故がよく起きます．
    というわけで，僕はゲートドライバは可能な限りIC使って設計を避けることにしてます（笑）
    昔はゲートドライバICとかあんまり売ってなかったのですが，最近は結構売っているようで，いい時代になったものです．
    ゲートドライバ
    マルツパーツ/千石電商の参入で入手できるものがだいぶ増えたようです．
    D級アンプとかが流行ってるのも要因のひとつか？
    1. HCPL-3180
      2 Amp Output Current, High Speed IGBT/ MOSFET Gate Drive Optocoupler
    2. HCNW3120-000E
      2.0 Amp Output Current IGBT Gate Drive Optocoupler
    3. HCPL-316J-000E
      2.0 Amp Gate Drive Optocoupler with Integrated Desaturation Detection and Fault Status Feedback
    4. HCPL-3150-000E
      0.5 Amp Output Current IGBT Gate Drive Optocoupler
    5. HCPL-314J
      HCPL-3140-000E
      HCPL-314-000E
      0.4 Amp Output Current IGBT Gate Drive Optocoupler
    6. IRS2011SPBF
      HIGH AND LOW SIDE DRIVER
    7. IRS2110PBF/IRS2110SPBF/IRS2113PBF/IRS2113SPBF
      HIGH AND LOW SIDE DRIVER
    8. IRS21271SPBF/IRS21281SPBF
      CURRENT SENSING SINGLE CHANNEL DRIVER
    9. IRS2092PBF/IRS2092SPBF
      PROTECTED DIGITAL AUDIO DRIVER
    10. IRS20955SPBF
      PROTECTED DIGITAL AUDIO DRIVER
    11. TLP250 / TLP251
      IGBT/MOSFET駆動用フォトカプラ
      昔結構探してみつからなかった思い出が・・・
    FETアレイ
    たぶん4AM12(廃品種)とかMP4212
    みたいなPch×２，Nch×2の構成のFETアレイがよくつかわれてるんですが，今回なぜか見つからなかった・・・また探しておきます．
    1. MP4208
      Pch×4 RDS:0.2Ω ID 5A(Peak 10A)
    2. MP4209
      Nch×4 RDS:0.28Ω ID 3A(Peak 12A)
    3. MP4210
      Nch×4 RDS:0.12Ω ID 5A(Peak 20A)
    4. MP4211
      Pch×4 RDS:0.16Ω ID 5A(Peak 20A)
    5. MP4410
      Nch×4 RDS:0.12Ω ID 5A(Peak 20A)
    6. MP4411
      Nch×4 RDS:0.28Ω ID 3A(Peak 12A)
    7. MP4412
      Nch×4 RDS:0.28Ω ID 3A(Peak 12A)
    8. MP6404
      Nch×3 Pch×3 RDS:0.12Ω(Nch) 0.16Ω(Pch) ID 5A(Peak 20A)
時刻: 0 件のコメント: