論文の概要: From Continuous Design to Delay-Aware Discrete Synthesis: Guaranteed High-Bandwidth Joint Control for PMSM Drives
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.14937v1
- Date: Fri, 14 Aug 2026 23:27:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.130013
- Title: From Continuous Design to Delay-Aware Discrete Synthesis: Guaranteed High-Bandwidth Joint Control for PMSM Drives
- Title（参考訳）: 連続設計から遅延対応離散合成:PMSMドライブの高帯域結合制御
- Abstract要約: 本稿では,物理通信と計算遅延を考慮した遅延拡張離散時間結合モデルを提案する。
このフレームワークは、所定のモータと関節性能を満たすために必要な最小のサンプリング周波数、コントローラゲイン、直流リンク電圧を解析的に決定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.31268640816848
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The increasing dynamic demands of modern robotic joints require current controllers to achieve high bandwidth over wide operating ranges of speed, acceleration, and torque, where communication, computation, and discrete-time effects can no longer be neglected. Conventional PMSM current controllers are typically designed in continuous time and subsequently discretized, leaving the sampling frequency and the impact of implementation delays largely to heuristic selection and iterative validation. This paper introduces a task-aware, delay-extended discrete-time joint model that explicitly accounts for physical communication and computation delays and enables direct synthesis of a discrete PI current controller with prescribed bandwidth and delay guarantees throughout the operating envelope. The framework analytically determines the minimum required sampling frequency, controller gains, and DC-link voltage needed to satisfy the specified motor and joint performance. Simulations across a range of dynamic requirements validate the methodology and demonstrate substantially reduced sampling-frequency and DC-link-voltage requirements compared with conventional continuous-time-based design. Experiments on a newly developed custom robotic joint further validate the proposed framework under real embedded implementation conditions.
- Abstract（参考訳）: 現代のロボット関節の動的な要求が増大するにつれて、現在のコントローラは、通信、計算、離散時間効果を無視できない広い動作範囲の速度、加速度、トルクで高い帯域幅を達成する必要がある。
従来のPMSMカレントコントローラは通常、連続的に設計され、後に離散化され、サンプリング周波数と実装遅延の影響はヒューリスティックな選択と反復的な検証に大きく依存する。
本稿では、物理通信と計算遅延を明示的に考慮し、所定の帯域幅と動作エンベロープ全体の遅延保証を有する離散PI電流コントローラの直接合成を可能にするタスク対応の遅延拡張離散時間ジョイントモデルを提案する。
このフレームワークは、所定のモータと関節性能を満たすために必要な最小のサンプリング周波数、コントローラゲイン、直流リンク電圧を解析的に決定する。
様々な動的要求のシミュレーションが方法論を検証し、従来の連続時間に基づく設計と比較してサンプリング周波数と直流リンク電圧の要求を大幅に削減した。
新たに開発されたカスタムロボットジョイントの実験は、実際の組込み実装条件下で提案されたフレームワークをさらに検証する。
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