サーボモータのゲイン調整とは、どんな事ですか

A 回答 (2件)

サーボモータはフィードバック技術を用いた制御技術の一つです。


基準値と出力値を比較し、その差分を元に全体の系(例えばモーター回転数)をコントロールする技術です。
その際、感度(ループゲインと言います)を上げると誤差は少なくなりますがギクシャクした動作(ハンチングとかコッキングとか言います。)となり、ループゲインが低いと誤差が大きくなります。
モーター回路では一般的にモーターのイナーシャ(慣性力)が最も大きい為、このイナーシャが制御の遅れ(通常は一次遅れ)となり系全体の応答特性が決定されます。
詳細な動きを求める必要があれば数学的手段(ラプラス変換)を使って求める事ができます。
殆どの特性はラプラス変換で求める事ができます。
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あまり自信はないのですが..


モータ制御で、制御の対象となる量(電流、電圧、回転速度、トルク)の
目標値に対するズレをフィードバックして目標値に近づけていきますよね。
そのときのフィードバック量を調整(ズレを何倍して戻すかを調整)することだと思います。
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Qボーデ(ボード)線図→伝達関数、ゲイン余裕

ボーデ線図のゲイン特性において
~10^0の傾きが-20dB/dec、
20log_10lGl=0(後にゲイン余裕を求めよという問題があるので厳密には0より少し小さいです)
10^0~の傾きが-60dB/decです。
問題には図が書いているのですが、わかりにくいと思いますが言葉で説明させていただきました。
このときの伝達関数を求めよという問題です。
~10^0の傾きが1のときは一応伝達関数を求めることができるのですが、
最初に傾きが出てしまうとどうもとめていいのかわかりません・・・。

あと、次に位相特性も示されゲイン余裕を求めよという問題があるのですが、
ωT=10^0のとき位相特性が-180度でこのときのゲイン特性が負なら
ゲイン余裕があるとみていいんでしょうか?
で、そのωT=10^0のときの絶対値がゲイン余裕なんですか?

使っている教科書にはナイキスト線図を用いたゲイン余裕しか取り扱ってなかったので質問させてもらいます。
あと、制御に関してはまだまだ素人で言葉の説明がわかりにくいかもしれませんが、よろしくお願いしますm(_ _)m

ボーデ線図のゲイン特性において
~10^0の傾きが-20dB/dec、
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問題には図が書いているのですが、わかりにくいと思いますが言葉で説明させていただきました。
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~10^0の傾きが1のときは一応伝達関数を求めることができるのですが、
最初に傾きが出てしまうとどうもとめていいのかわかりません・・・。

あと、次に位相特性も示されゲ...続きを読む

Aベストアンサー

最初から-20dB/dec傾きがあるということは、1/sがかかっています。(1/sのボード線図は傾き-20dB/decの直線になります。)10^0で更に傾きが-40dB/dec増えるのでボード線図は、

1/{s(s+1)^2}

になると思います。


位相余裕については仰るとおり位相が-180となる周波数でのゲインが負ならばゲイン余裕があります。ゲイン余裕の値は絶対値と言うよりもマイナスを付けた値です。
ゲイン余裕が正なら安定、負なら不安定と言うことになります。

Qポンプとモータにつけるスリーブとはどんなものですか?

深水井戸用ポンプとモータにつけるスリーブはどんなものですか?
どんな場合につけますか?
ご存知の方、説明か関連HPのどちらでもいいです、宜しくご教示くださ~い。

Aベストアンサー

>深水井戸用ポンプとモータ
の流体温度は高くないですからほとんど黄銅で十分な強度の面圧を要しています。
もう少し温度と面圧が高い材質を要求するのであれば鉛青銅鋳物なんかも使いますが最近ではオイルレスの高面圧のスリーブが開発されています。

大同メタル工業(株)
http://www.daido-dry.com/seihin/index4.html

参考URL:http://www.senju-m.co.jp/j/product/bb/bb.html

Qボード線図(位相余裕・ゲイン余裕)

伝達関数G(S)の周波数特性をボード線図でしめすと図のようなります。
このG(S)を用いてゲインKを与えたフィードバック系を構成した時に系が安定で位相余裕が30°となるためにはKの値

を考えてます。

この分野にかんして詳しくなく意味がよくわかりません。

考え方を教えてください
.

Aベストアンサー

>ゲインKとは簡単にいえばK>1ときは図でいえば上にシフト K<1は下にシフトという感じでしょうか?

そのとおりです。

ただし、閉ループ伝達関数は G(s) = K*N(s)/D(s) の形、と勝手に想定してました。
 

QDCサーボモータ説明

DCサーボモータを初めて聞く人でも理解できる説明の仕方を教えてください。

Aベストアンサー

 回答例 1

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 回答例 2

 プラスとマイナスが交互に変化しない直流の電源によって回転するモーターに、回転の速さや回転した量を測る検出器が取り付けられたものをDCサーボモータという。
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Qボード線図と漸近線について

1次遅れ要素のボード線図のゲイン特性について質問です。
ボード線図というものがどんなグラフになるのか、まったくわからないと想定した時、

ゲイン特性のグラフは2つの漸近線で表せますが、それはなぜそう考えればいいのでしょう?なぜ2つの漸近線だけでいいと考えるのでしょうか?
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お願いします。

Aベストアンサー

#1 です。舌足らずを補足させていただきます。

>>1次遅れ要素の場合は周波数⇒ゼロ、⇒∞ の時の2つの極限操作でのゲインが漸近線となります。
>これがなぜそうなるのかということが知りたかったです。

1/(1+jωT) でω→0 とすれば分母の第二項が無視されてきてゲインが1に漸近します。またω が十分大きい場合は分母の第一項が無視されてきてゲイン(絶対値)が1/ωTに漸近します(#1 のω→∞は変でしたね)。

ボード線図のような両対数表現では後者のゲイン=1/ωT のグラフは f=ω/2π、fo=1/(2πT)、x=log f、xo=log fo として

y
= log(1/ωT)
= log(fo/f)
= log fo - log f
= xo - x

なる直線となりますが、その直線は x=xo すなわち ωT=1でゼロになるのでそこで ω→0 の場合の漸近線(y=log 1=0)と交わることがわかります。

Qサーボモータのパルス制御

サーボモータをパルス制御で用いて、
微小送りの精密位置決めができる回転テーブルを製作したいと考えています。
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また、モータ長を抑えたいのですが、よい製品をお知りの方がいましたら教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

どのくらいの容量(W数)のモーターが必要かにもよりますが、位置決めに使用するのなら大きな物は必要ないという前提で回答します。

結論から言えば、ステッピングモーターを使うのが良いと思われます。
1パルスで、1/n回転という精度が出せるモーターです。
減速機が必要かどうかは、精度との兼ね合い次第です。
オリエンタルモーターがトップメーカーだと思います。

>サーボモータをパルス制御で・・・
失礼ですが、サーボモータには詳しくないのでは。
サーボモータのパルス制御とは「PWM」制御のことで、これは正確な回転数制御(特に低速域)と迅速な起動・停止を目的としたものです。
位置制御に応用することは可能ですが、ステッピングモーターと比較すれば、遥かに複雑・大型のシステム(減速機も含めて)が必要になるでしょう。
ステッピングモーターで対応できないような大きなパワーを必要とする場合以外はお勧めできません。

参考URL:http://www.orientalmotor.co.jp/

Qボード線図の読み方

制御工学のボード線図でdb/decが登場しますが,意味はなんとなく分かるものの使い方が分かりません.

例えば微分要素のゲイン線図は1[rad/s]で0[db]を通る傾き20[db/dec]の直線になると思います.これが10[rad/s]の時は20[db]だというのは分かるのですが,2[rad/s]の時のゲイン[db]はどう求めたら良いのでしょうか?

何となく20log10(2)=20*0.3=6[db]かなと思っているのですがこれで正しいでしょうか?正しい場合は理由も教えて頂けると嬉しいです.

よろしくお願いします.

Aベストアンサー

回答NO.1、2です。たびたびすみません、大変な勘違いをしてました。ご質問は微分なのに積分と勘違いして説明してました。
微分と言うことで下記のように訂正いたします。

                 記

 まず、計算は正しいです。

微分要素の伝達関数T(jω)は

  T(jω)=jω   (1)

と表されます。このゲインは式(1)の絶対値ですので

  |T(jω)|=|jω|=ω   (2)

となります。ボード線図では対数ゲインGLはデシベル[dB]で表しますのでゲインの絶対値(式(2))の対数をとって以下のようにデシベルに変換します。

  GL=20log|T(jω)|=20log(ω)[dB]  (3)

となります。

 この対数ゲインGLの式(3)でωを1[rad/s]、2[rad/s]、101[rad/s]に対してそれぞれ求めると


   ω=1[rad/s]: GL=20log(1) =0 [dB]
   ω=2[rad/s]: GL=20log(2) =20*0.3=6 [dB]
   ω=10[rad/s]: GL=20log(10)=20*1 =20 [dB]

というふうに計算します。

回答NO.1、2です。たびたびすみません、大変な勘違いをしてました。ご質問は微分なのに積分と勘違いして説明してました。
微分と言うことで下記のように訂正いたします。

                 記

 まず、計算は正しいです。

微分要素の伝達関数T(jω)は

  T(jω)=jω   (1)

と表されます。このゲインは式(1)の絶対値ですので

  |T(jω)|=|jω|=ω   (2)

となります。ボード線図では対数ゲインGLはデシベル[dB]で表しますのでゲインの絶対値(式(2))の対数をとっ...続きを読む

Qサーボモータの利点と欠点

を教えてください。
参考URLなどあれば教えてください。

Aベストアンサー

ここの一部にステッピングモーターとの比較がでています。
http://www.softech.co.jp/mm_060201_plc.htm

Qボード線図の描き方

困っております。
ボード線図なのですが、位相特性はかけるのですがゲイン特性の書き方がわかりません。折り返しの点は求めれますが、その前後の線の書き方がわかりません。
教えてください。

Aベストアンサー

的外れだったらご免なさい。

ゲイン特性はゲインをG(ベクトル)とすると20log(10)|G|ですね。
これをプロットしていき、それを結ぶ推定線を書きます。
低周波部分と高周波部分で漸近線が引ける場合はこれを薄くまたは色鉛筆で引きます。

質問の意図と違っていたら補足下さい。

Qサーボシステムって、どんなシステムですか?

理系音痴です。分かりやすく説明していただけるとうれしいです。
具体的にどんなことに使われますか?

Aベストアンサー

サーボシステムと言うのは、「何か目標となるものを常に一定になるように制御するシステム」を言います。

No.1さん、No.2さんの上げたものもサーボシステムですが、それ以外にも色々あります。

温泉などに行くと良く見かける温度調節のできる水栓(サーモスタット混合水栓)もサーボシステムです。
目標となるもの=お湯の温度、
この水栓はお湯と水の混合割合を変えて出てくるお湯の温度を一定にするようにしています。
お湯や水の温度、お湯の量などが変わっても出てくるお湯の温度が一定になるように制御しているわけです。

エアコンも部屋の温度を一定に保つと言う動作からサーボシステムといえます。
あまり一定じゃないと言われるかもしれませんが、一定にしようとすると高価なものになってしまいます。

サーボシステムを採用することで実用化が可能になったものにジェームズ・ワットが発明した蒸気機関があります。
この蒸気機関には「遠心制御器」が採用されており、負荷の大きさや蒸気圧が変動しても回転数をほぼ一定に保つ働きがありました。


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