本ブログの御訪問ありがとうございます。
機械設計歴20年以上のtsurfと言います。
今回は以下に関する記事です。
サーボモーターの分解能と
フィードバック制御
⇩本記事は機械設計初心者の方で以下の方にオススメです⇩
未経験機械設計者
サーボモータの
分解能って何？
⇩本記事を読むと以下が わかります⇩
ｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰの分解能とは
ｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰが制御できる
最小回転角となります。
そして
分解能がわかると
ﾌｨｰﾄﾞﾊﾞｯｸ制御
の理解も深まります。
①結論
サーボモーターの分解能とは
サーボモーターを制御できる最小角度のことです。
精度とは別です。
例えば 分解能4194304とあった場合
１回の回転に対して4194304分割した角度
つまり最小で
360°/4194304＝8.58×10-5 °の角度を
動かす（制御できる）ことができる
ということです。
②分解能表記
最近の分解能表記はbit数で表すことが多いです。
サーボモーターはACモーターに
位置回転検出器であるﾛｰﾀﾘｰｴﾝｺｰﾀﾞ―を
搭載したモーターです。
ロータリーエンコーダーは
サーボアンプに対してデジタル信号（0 or 1)で
何度回転したかの信号を発信します。
つまり、
サーボモーターの分解能22bitとあった場合
正しくは
ロータリーエンコーダーの分解能が22bitであり
1回転に対して222のカウント数を持つのです。
つまり222＝4194304ですね。
先ほど説明したように最小で
360°/4194304＝8.58×10-5 °の角度を
動かす（制御できる）ことができる
ということになります。
③補足 実際の制御
例えば、22bitの分解能を持つサーボモーターで
高精度で３回転させてぴったりな位置で停止させたい
とします。
その場合まず上位ユニットである
モーションコントローラーや位置決めユニットから
合計3回転×4194304＝12582912パルス
を以下のようにサーボアンプに発信させます。
サーボアンプは
ﾓｰｼｮﾝｺﾝﾄﾛｰﾗｰや位置決めユニットから
受け取ったパルス信号通りに
サーボモーターが回転するような駆動電流
をサーボモーターのモーター部に送ります。
ですが、サーボモーター自体は
ステッピングモータのように
３回転をしてピッタリ止まる特性はありません。
ですので
サーボアンプはサーボモーターを信用していません。
従ってサーボアンプは
サーボモーターに搭載されるロータリーエンコーダーに
回転した角度を監視させ、その結果を報告させます。
では、ロータリーエンコーダーは
サーボアンプに対して
どのような信号を発信するのでしょうか？
それは、以下のような位置決めユニットと
同じようなパルス信号を回転履歴として発信します。
つまり、サーボアンプは
- 位置決めユニットから発信されたパルス信号
- ﾛｰﾀﾘｰｴﾝｺｰﾀﾞｰから発信されたパルス信号
上記を見比べて、もし相違がありそうであれば
サーボアンプは、
位置決めユニットから発信されたパルス信号
と同じになるような補正動作をさせる駆動電流
をサーボモーターに送ります。
結論として、サーボアンプは
ﾓｰｼｮﾝｺﾝﾄﾛｰﾗｰや位置決めユニットから
受け取ったパルス信号通りに動くように
駆動電流を補正してサーボモーターを制御します。
これが、
サーボモーターのフィードバック制御となります。
④まとめ サーボモーターの分解能とは
今まで見てきた通り、
サーボモーターの制御システムは
- 位置決めユニットの発信パルス
- ﾛｰﾀﾘｰｴﾝｺｰﾀﾞ―のフィードバック
で成り立っています。
そして、
サーボモーターの分解能とはまさしく
ﾛｰﾀﾘｰｴﾝｺｰﾀﾞ―の分解なのです。
ということは、ﾛｰﾀﾘｰｴﾝｺｰﾀﾞ―の制御限界が
サーボモーターの最小制御角になるんですね。
本記事は以上です。
最後までお読みいただきありがとうございます。
