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ステッピングモーターのフィードバック制御。

ステッピングモーターのフィードバック制御をしてみました。




動画では、わざわざ脱調させて作動を見てますが、通常のステッピングモーターの脱調(負荷が掛かり脱調)では、掛かった無理な負荷を取り除かなければ位置補正は効かないと思います。(ただし高速作動時の脱調による低速な位置回復は設定により可能だと思われます)


根本的に脱調に対しての対処は機械の駆動トルクの何割か増した駆動能力のモーターを使う以外ないと思います。


とてもあたりまえのことですが、フィードバック制御をしたところで、モーターの能力以上の力はだせません。




この動画では、比例制御しかしていないので、大きくズラした時に揺れ戻しがあります。
実際にCNCマシンとして運用した場合、このように大巾にPC内の位置数値と実際の位置の乖離がある段階で、加工はOUT。
あり得ない作動をさせてます。

フィードバック制御ででは、モーターのステップ精度によらない位置決め、角度の正確さ、が可能になると思います。
使用するエンコーダーの分割数、精度、確度によって、モーションの正確さが決まります。


たとえばマイクロステップ。

2相ステッピングモーターのマイクロステップは2つある相の中間位置をモーターに流す電流量の比率にて位置を決めています。
と、ゆうことは、2つある相の抵抗値、インダクタンス、巻き方が同じでないと計算上の角度にならない、とゆうことなのでは?と思います。

ステッピングモーターをオープンループで使用した場合の定規となるものは、モーター自体のローターのギザギザ。

このギザギザの加工精度と、モーター巻線の抵抗値、インダクタンスによってステッピングモーターの正確さが、担保されています。




エンコーダーを使ってフィードバック制御を用いると、この定規が使用するエンコーダーに置き換わります。

もちろん、なるべく正確に角度精度が出せるステッピングモーター、ドライバの使用が前提なのですが。。。






産業用のサーボモーターを使用したフィードバック制御に比べればはるかに低価格で実現できるのですが、程々のスピードを確保すると、ホビー向け、としてもはチョットばかりお高くなってしまいます。
また、使用するエンコーダー自体が高価だったり、入手困難だったり。。






ゆっくりな動きでもよいから、パラレルポートを使用したフィードバック制御を安価にできないものか、と、試行錯誤しております。。







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テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

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あきらひとし。

Author:あきらひとし。
木工用CNCルーターフレームと、ステッピングモータードライバを作ってみました。
たぶん記事は一般的な人には殆ど必要のない事ばかりなの、かも。

モーターは回るだけでも楽しい。制御(速度、トルク、位置)できるともっと楽しい!

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