予測制御は、数学モデルを用いてモーターの将来の挙動を予測・調整し、システム遅延の影響を低減する最適化制御手法である。システム遅延は非線形の時変擾乱であり、正確に推定・補償することが困難であり、高速応答を要する直線モーターに伝統的な位置予測制御を適用した場合の位置追従性能を低下させる。本論文では、永久磁石直線同期モーターのシステム遅延の発生源と影響を分析し、予測モデルに能動的な速度変化係数を導入してシステム遅延を低減し、モーターの応答速度を向上させた。伝統的な予測制御がローリング最適化を行えない問題を解決し、多段階仮想位置予測制御を提案して高性能なシステム遅延補償を実現した。医療用顕微鏡に用いる小型永久磁石直線同期モーターに対してシミュレーションと実験を行い、提案手法がモーターの動的応答速度を向上させ、三角波や正弦波など様々な曲線追従においてシステム遅延の影響を低減し、位置追従精度を従来の位置予測制御より約20％向上させたことを示した。

永久磁石直線同期モーター; システム遅延; 多段階仮想位置予測制御; 位置追従精度; 応答速度