STマイコンで始めるブラシレス・モータ制御-EVカー/ドローン/小型ロボ/パワー・アシスト装置（トライアルシリーズ） [単行本]

STマイコンで始めるブラシレス・モータ制御-EVカー/ドローン/小型ロボ/パワー・アシスト装置（トライアルシリーズ） の 商品概要

• 目次

  ★　目次
  
  ☆第1部　モータ&モータ駆動の基礎知識
  
  ●第1章　モータの種類
  モータとは
  直流モータ
  交流/直流両用モータ
  交流モータ
  ステッピング・モータ
  静電モータ
  超音波モータ
  
  ●第2章　DCブラシレス・モータを勧める理由
  理由1…種類が多く個人でも買える
  理由2…エネルギー効率が良く高トルクで静か
  理由3…エネルギー・ロスの少ないベクトル制御で回せる
  
  ●第3章　DCブラシレス・モータの特性
  3種類のモータの特性
  DCブラシレス・モータの特性
  小型/大型向け特性の違い
  PWM駆動
  
  ●第4章　DCブラシレス・モータの駆動回路
  インバータ
  PWMインバータ
  3相インバータ駆動
  
  ●第5章　DCブラシレス・モータの3大駆動方式
  制御その1…矩形波駆動アルゴリズム
  制御その2…正弦波駆動アルゴリズム
  制御その3…空間ベクトル駆動アルゴリズム
  コラム　電気角と機械角
  
  ●第6章　モータ駆動にSTM32Fマイコンを選んだ理由
  マイコンからモータを回す
  マイコンで制御する際の基本構成
  特に言っておきたいこと…PWM波形の生成
  STM32F…マイコンを勧める理由
  
  ☆第2部　実験準備
  
  ●第1章　モータ制御体験キットのハードウェア
  P-NUCLEO-IHM001の中身その1…マイコン基板
  中身その2…モータ・ドライバ基板
  中身その3…DCブラシレス・モータ
  コラム　参考までに…もっと大電流を流せるドライバ基板もある
  
  ●第2章　ソフトウェア開発環境 mbed
  ちょっと上を目指すなら…ST-LINK/V2-1をデバッガとして使う
  プログラムの書き込みツールST-LINK…Utiliy
  
  ●第3章　ホール・センサ基板の組み立て
  
  ●第4章　ホール・センサ基板の位置調整
  
  ●第5章　少しだけ回してみる
  最初に知っておいて欲しいこと…矩形波は正弦波の集合体
  ステップ1…駆動の矩形波を観測
  ステップ2…モータを回してみる
  コラム　PWMでLEDの調光に挑戦
  
  ☆第3部　ステップ1…矩形波駆動
  
  ●第1章　1番基本のセンサ付き制御
  基本の「センサ付き矩形波駆動」で回してみる
  DCブラシレス・モータの基礎知識
  回転のメカニズム
  制御周期と実際のモータ回転周期の関係
  プログラム
  モータ・ドライバ基板の端子配置
  回してみる
  
  ●第2章　センサレス制御
  基本方式「矩形波駆動」のおさらい
  センサレス制御のメリット
  外付けセンサなしでも磁極位置が分かるメカニズム
  回してみる
  
  ●第3章　センサ付き/センサレス制御の特徴
  比較1…無負荷最高回転数
  比較2…モータ音の測定
  比較3…駆動(=停止)トルクの測定
  
  ☆第4部　ステップ2…正弦波駆動
  
  ●第1章　算術三角関数による駆動
  正弦波駆動とは
  実験の課題
  正弦波駆動アルゴリズムの実装
  回してみる
  
  ●第2章　z変換による駆動
  z変換による正弦波駆動アルゴリズム
  プログラム
  ソフト実装後の正弦波駆動DCブラシレス・モータ評価
  
  ☆第5部　ステップ3…ベクトル制御
  
  ●第1章　高効率駆動のメカニズム
  紹介する高効率「ベクトル制御」とは
  基本メカニズム
  信号の流れ
  プログラミングに欠かせない数式
  コラム　ベクトル制御の世界ではDCブラシレス・モータを「永久磁石同期モータ」と呼ぶ
  
  ●第2章　効率がより高くなる「空間ベクトル駆動」
  駆動波形を求める
  プログラム
  
  ●第3章　ベクトル制御を図解してみる
  図解
  コラム1　ハイサイド&ローサイドのMOSFETがONして電流パスを作る
  コラム2　3相のコイル電流をシンプルに制御するための「座標変換」
  
  ●第4章　センサレス正弦波駆動ベクトル制御の全体像
  正弦波駆動によるベクトル制御を体験
  プログラム
  
  ●第5章　プログラム詳細1…ロータの位置推定
  ロータ位置推定の原理
  プログラム
  
  ●第6章　プログラム詳細2…UVW→dq座標変換
  ベクトル制御で座標変換を行う理由
  座標変換のステップ
  プログラム
  dq変換をすこし掘り下げてみる
  dq電流でモータが回る様子
  
  ●第7章　プログラム詳細3…PI制御
  ベクトル制御におけるPI制御の位置づけ
  プログラム
  
  ●第8章　プログラム詳細4…空間ベクトル駆動
  
  ●第9章　センサ付き制御を勧める理由
  センサ付きベクトル制御が重要な理由
  センサ付きとセンサレス制御の違いを整理する
  モータ制御の基本
  ホール・センサを使ったベクトル制御
  
  ●第10章　センサ付きベクトル制御移行前の滑らかモータ始動プログラム
  全体像
  各動作状態
  
  ●第11章　センサ付きベクトル制御による高速回転域の駆動
  ちょっと復習…ベクトル制御の流れ
  処理1：ホール・センサ・エッジを検出して駆動信号を生成
  処理2：ロータ位置推定PLL制御
  処理3：空間ベクトルPWM…駆動(SVPWM)
  
  本書は月刊誌Interface2017年5月号～2019年3月号に掲載した連載「小型でなめらか今どきモータ「DCブラシレス」3大制御制覇!」を加筆・修正したものです．

• 出版社からのコメント

  EVカーや電動自転車に使われているブラシレス・モータの制御を学びます．矩形波駆動，正弦波駆動，ベクトル制御と多彩です．

• 内容紹介

  小型ロボットやパワー・アシスト装置の時代が来そうです．ブラシレス・モータは，既にEVカーや電動自転車，電動車いすなどに使われている精密な制御ができるモータです．
  本書では，Arm Cortex-M4マイコン(72MHz)を用いて，ブラシレス・モータを制御します．制御の種類は，矩形波駆動，正弦波駆動，ベクトル制御と多彩であり，ビギナからベテランまで，技量にあった制御を学べます．
  特に今までの専門書と異なる点は，動作説明を数式に頼らずに，直感的に理解できるよう，図と実験波形を多用しています．
  
  制御を体験するのためのキットを5,500円(税抜き)で準備しています．キット内容は以下です．
  ・DCブラシレス・モータ(ドローン用)
  ・32ビット・マイコン基板
  ・モータ・ドライバ基板
  ・ホール・センサ基板
  ・その他配線
  
  本書は月刊誌Interface 2017 年5月号～2019年3月号に掲載した連載 「小型でなめらか今どきモータ「DC ブラシレス」3大制御制覇!」を加筆・修正したものです．

• 著者紹介（「BOOK著者紹介情報」より）（本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです）

  大黒 昭宜(オオグロ アキヨシ)
  １９８０年より４ビット・マイクロコンピュータの設計に携わる。以降８，１６ビット・マイクロコンピュータの設計（主にディジタル回路設計）に携わる。１９９３年からＶＨＳビデオ・デッキのコスト・ダウン計画に参画、マイクロコンピュータとアナログ回路（映像アンプ、各種モータ制御アンプ）のデジアナ混載１チップＬＳＩ開発を担当し、部品点数を従来の１０分の１にした。この成果によって当時のＶＨＳビデオ・デッキの相場１５～２５万円を３～１０万円とした。開発したデジアナ混載１チップＬＳＩはサード・パーティにも使われ、ほぼ全メーカが参戦した。１９９７年よりＤＣブラシレス・モータのベクトル制御専用１６ビットＤＳＰの開発に携わる。命令セット（ＩＳＡ）。１クロック演算回路（ＡＬＵ、高速乗算器、高速バレル・シフタ）をゼロから開発する。２００３年より動作合成ツールを利用して固有値分解ハードウェア・システムの開発に従事する。固有値分解をソフトウェアよりも大幅に高速処理するためにＦＰＧＡで開発する。固有値分解は機械学習主成分分析の心臓部であり、この開発したハードウェアでＳＶＭ（サポート・ベクトル・マシン）を実現した。その後、音声分離、物体認識、人物検知の研究に従事する。２０１２年より電動アシスト自転車のＤＣブラシレス・モータ制御開発に参画、ペダル踏み力トルク・センサ開発およびベクトル制御に携わる。２０１８年より電動車いすの１ＣＰＵでの２モータ同時ベクトル制御を手がける

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