センサーレスモータのモータ位置を利用したスワッシュプレートレス小型ヘリコプター

摘要

ヘリコプターの姿勢制御には，スワッシュプレートを用いた機構が用いられている。小型ヘリコプターの機構は，2つのサーボモータを用いてこのプレートを動かし，これに連動しエルロン·エレベータ方向の姿勢制御を行う。しかし，スワッシュプレート機構が複雑でありサーボモータが2つ必要であることから，コストやメンテナンスの上で問題である。本研究では，センサーレスモータをセンサーとして使用して，サーボモータを2つから1つに減らした機構を提案する。機構をより簡素化し電子的に従来機構と同等の機能を実現することにより，コストダウン，メンテナンスの簡略化および軽量化を目指す。提案機構は，メインロータの位置に応じてサーボモータを駆動してピッチコントロールを行い，姿勢制御を可能とする。このために必要となるのがメインロータを駆動するモータの角度推定である。このメインロータ用センサーレスモータを駆動する際モータの位置推定を行っているが，このモータの位置推定をメインロータ角度取得のためのセンサーとし併用する。ここでは，提案機構の詳細と，センサーレスモータからのモータ位置を組み合わせ小型ヘリコプターのブレードの制御方法について報告する。