サーボ系について

Question

今日は、サーボについて質問させてください。
サーボ系を自作したく、調べていたところまだ、構成を考えている段階なのにすでに詰まってしまいました…
目的は台座を動かす回路として位置、速度、トルク制御を同時にしたいと考えています。
このサイトの図1-3のような構成にしたいと考えています。
http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/41/41501/41501_1syo.pdf

以下についてご回答いただけると助かります。

1.
アンプの信号関係について
指令値→位置アンプ→速度アンプ→電流アンプ→モータドライバ
と表現されているサイトを発見しました。
速度とトルクの関係って反比例で良いんですよね？
オペアンプで比例回路を構成し、出力値を－端子に帰還すければ反比例として認識されるんでしょうか？

2.
上記サイトの図1-2(b)のトルク制御の電流検出抵抗から読み取った値を反転増幅器に入力している理由とは？

3.
物理の関係式で位置の微分が速度になるという記述を読んだのですが
位置の微分が速度になるならば位置アンプから出た出力を速度アンプの速度指令として使用するには一度、微分回路に入力してからでないとダメなのでしょうか？？(位置アンプ出力→微分回路→速度アンプ入力)
それともオペアンプで微分回路を構成し、それを位置アンプとして使えば出力を速度指令として直接入力できるのでしょうか？？



4.
フィードバック信号についてなんですが、各フィードバック値を帰還させる場所を＋端子に帰還させている物と指令値の入っている－端子に帰還させているものを見かけましたが、前者はオペアンプをフィードバック値を閾値としたコンパレータとしてアンプを構成している。
後者はオペアンプを差動入力としてアンプを構成している。という解釈でも大丈夫でしょうか？？

すみませんがよろしくお願いします

lumiheart · Accepted Answer

>1.
>アンプの信号関係について
>指令値→位置アンプ→速度アンプ→電流アンプ→モータドライバ
概ねその通りですが

位置決めサーボには２種類の考え方があります
偏差カウンタを使うのと使わないのと
一般的に産業用サーボは偏差カウンタは必需品です
模型ラジコンサーボは偏差カウンタが有りません
純粋アナログサーボも偏差カウンタが有りません
偏差カウンタを使うか使わないかは
概ね位置分解能と移動量で決まる

ラジコンサーボのようにせいぜい１８０度までで分解能も１度程度
速度も一定なら偏差カウンタは無くても可能ですが

>2.
>上記サイトの図1-2(b)のトルク制御の電流検出抵抗から読み取った値を反転増幅器に入力している理由とは？
当然、ネガティブフィードバックだからです
速度フィードバックもネガティブなのでタコジェネのマイナス端子をフィードバックしてますね



>3.
>物理の関係式で位置の微分が速度になるという記述を読んだのですが
>位置の微分が速度になるならば位置アンプから出た出力を速度アンプの速度指令として使用するには
ラジコンサーボの場合は速度一定ですので位置偏差と速度の関係は有りません
また、アナログ位置決めサーボの場合も概ね速度一定制御にします

産業用サーボに有る偏差カウンタとは現在位置と目標位置との差が偏差カウンタです
偏差カウンタの値によって速度が決まります


>4.
>フィードバック信号についてなんですが
本件のようにアナログサーボは時代遅れの極致
太古の技術を学んでも時間の無駄でしか無いと思う
オペアンプのお勉強としてはそれなりに意味を持つかも知れませんが
実際に製作するには時間の損失は大きいと思う


ラジコンのサーボ
http://www.rc.futaba.co.jp/hobby/
http://www.picfun.com/motorframe.html
http://www5b.biglobe.ne.jp/~YASUSI/gallery/electronics/050820/050820.htm
http://web1.incl.ne.jp/hinoki/pic004.htm


産業用サーボ↓
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/fair/fa_basic/05/51.htm


http://www.nidec-servo.com/jp/products/explanation.html
ソリトン
vol.36
2007年3月　［特集］小形モータの選定と制御技術 制御用小型モータの種類と特徴
vol.15
2001年9月　DCモータの構造と特性について
vol.9
1999年10月　モータの基礎知識

lumiheart · Answer

回答１です
>>本件のようにアナログサーボは時代遅れの極致
>実際ここまでとは思いませんでしたが…

現代においてアナログサーボアンプを販売してる会社は希少種
http://www.servotechno.co.jp/index02.html
http://www.servo.jp/products/category_017.html
http://www.maxonjapan.co.jp/product_mmc.htm

だからオペアンプ自体の勉強目的でしかアナログサーボは無い
もちろんオペアンプの基礎の基ですから勉強しても無駄ではないけれど
http://japan.renesas.com/fmwk.jsp?cnt=mpumcu_category_landing.jsp&fp=/products/mpumcu/
http://www.semicon.toshiba.co.jp/product/linear/selection/topics/1173956_1929.html
http://www.semiconductor-sanyo.jp/motor/index.asp
http://www.rohm.co.jp/products/lsi/motor/reversible/selection/
アナログサーボ回路を時間を掛けて作っていたらこれらのICの勉強する時間が無くなる
でもデジタルサーボを理解する為にはアナログサーボを先に理解する必要があるけれど

サーボ系について

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