Last Update 2022/03/09
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】
B5変型判 208ページ
定価3,300円(税込)
JAN9784789852920
2012年7月1日発行
好評発売中！
■見本PDF(1.55MB) 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．
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
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