サーボモータ速度制御での並列運転時に一方が必ず過負荷に

動かしたいものの左右にサーボモータを取り付けて、同時スタートさせて速度制御させているんですが、どうしても一方が過負荷になるくらいトルクを出して所定の速度で制御するようがんばるのに、もう一方は、自分ががんばらなくても所定の速度が出ているからとトルクをださないんです。ひどい時は逆トルク出したりしています。
双方のモータの情報から得られる位置と速度は正常です。どう調整しても、トルクのアンバランスはうまくいきません。、このような使い方は結構当たり前何だと思うんですが、どのような制御をしたら良いのでしょうか。

No.4 ベストアンサー 回答者： foobar 回答日時： 2004/12/03 05:51

単純に二つの独立した制御で並列運転をすると、機器のちょっとした違いや制御の誤差で一方が加速、他方が減速という状況に陥ります。

(例えば一方に制御誤差が0．1%あると、こいつは設定値の＋0．1%まで加速しようとするけど、もう一方は設定値越えた点で逆に減速、結局＋0．05%あたりで落ち着く　という状況になります。特に，制御ゲインを高く設定すると、両者の喧嘩が強くなります。）

このような場合、
A.マスタースレーブ制御にする
一方(モータA)に速度制御をかけて、他方(モータB)はトルク制御をかける。BはAと同じトルクを出すように制御する。

B.非干渉制御にする
2台のモータのトルク差(電流差)を検出して、フィードバック(トルクを出してる側を若干減速、出してない側を若干加速)をかけて、バランスをとる。

という手当てをすることが多いかと思います。

この回答への補足

ありがとうございます。そういえばモータに限らず、複数のアクチュエータで制御する振動抑制装置のようなものもマスタースレーブ制御していますね。装置の設計者ではないので詳しいことは良く分からないのですが、おそらく速度制御指令の電圧をパラに各軸のモータ制御に入れているだけだと思いますので、ご指摘のやり方で実施してみたいと思います。ありがとうございます。

補足日時：2004/12/04 00:33

No.3 回答者： noname#19413 回答日時： 2004/12/03 01:36

>このような使い方は結構当たり前何だと思うんですが

コントローラーは各軸独立ですか？同期制御のできる多軸コントローラですか？
２台のサーボモーターを、それぞれ独立したコントローラーで制御しているのであれば、当たり前と言えるほど簡単なものではないと思います。

駆動物の左右にサーボモーターを取り付けて・・・ということであれば、それぞれの軸はｆｉｘされている訳ですから、完全に同期していない限り、必ずアンバランスが発生し安定しません。

位置と速度が安定して見えるのは、恐らく両軸が駆動している物の剛性が高い為、どちらかが引きずられている為と思われます。
これをどれだけ調整しようとしても、各駆動機の癖やＧＤ、イナーシャ等、全てが限りなく均等に近くない限り、必ず不均衡が発生すると思います。
その不均衡情報を各軸が、互いにやり取りできるような、同期制御コントローラでもない限り、お考えのような制御は難しいのではないかと考えます。

設備状況が明確ではないので、推測でしかありませんが・・・。

この回答への補足

私はユーザで装置にはまだ詳しくないのですが、サーボアンプが２台独立してついていてそれぞれシーケンサとやり取りしているので、独立制御だと思います。
＞位置と速度が安定して見えるのは、恐らく両軸
＞が駆動している物の剛性が高い為、どちらかが
＞引きずられている為と思われます。
はい、剛性はほどほどにありますのでおっしゃる通りと思います。

他の方も仰るように各軸の独立した制御をしている限り、トルクのアンバランスは必然ということなんですね。

補足日時：2004/12/04 00:25

No.2 回答者： kazutang 回答日時： 2004/12/03 00:39

機械は例えば台車の車輪の様な物もしくは同じ軸の両端に接続物だと推定します。

そうであれば速度差が出て必ず両方でケンカをしてしまいどちらか速度差分×ゲイン＋積分で制御にはなりません。機械は分かりませんが仮にそうだとするとどちらかを速度マスターにして負荷制御しないとうまくいかないと思います。一度制御を見直してみて下さい。例えばどちらかを
１．積分無しのP制御にする（垂下特性を持たせる）
２．ドゥループ機能が有れば設定をあげる（こちらの方が１より精度は上がります）
３．ASRはP制御で負荷バランスを入れる

等色々あると思いますがPIのままでは速度差が出てしまうのでどちらかが反対側にトルクを振ってしまって制御どころじゃ無くなると思います。
物が何か分からないのであくまで参考までに・・・

この回答への補足

装置は、台の左右にガイドを設け、左右別々のモータで駆動して台を直線移動させるものと考えていただければと思います。私は設計者ではなくユーザですが、組み立てた業者さんが調整してもなかなかうまくいかないので、質問させていただきました。業者さんはプロですのでおそらくkazutangさんのご指摘は検討していると思うのですが、確認してみます。ありがとうございます。

補足日時：2004/12/04 00:21

No.1 回答者： noname#134983 回答日時： 2004/12/03 00:14

二つのモータの制御ループは完全に同期させていますか?

(RTのOSを使うとか，同期トリガを使うとかしていますか?)

どちらかのタイミングが速いとそちらのモータばかり頑張ってしまいます．

この回答への補足

実は私はユーザで制御に関して素人で、詳しくは分かりませんが、左右のモータを動作させる時にはアナログ電圧速度指令を左右のモータにパラに入力しています。これだけだとモータの微妙な特性で同じように負荷を負担しないのは容易に想像できますので不安でした。このやり方は結構スタンダートだと装置を組んだ業者も言っているので、同期トリガとかそういう機能があるなら使っていると思うのですが・・・一度確認してみます。

補足日時：2004/12/04 00:05