モーターの制御

質問

大学で炭素電極間の放電に関する研究をしています。
炭素電極に電圧を掛け続けると電極の先端が蒸発し、電極間の距離と電圧が変わります。
掛けられている電圧は７セグメントの表示器に表示されるのですが、この電圧を一定に保ちたいのです。

電圧を変えるには、電極間の距離を変える必要があります。電極は摘みネジを回すことで移動が可能です。この摘みをモーターで回し、電圧を一定に保つためにはどのような機構が必要なのでしょうか？

自身は工学に疎く、サーボモータやPID制御といった語句自体までは分かるのですが、いざ機構について調べてみると歯が立ちません。

初心者の自分でも分かるような話であれば嬉しいのですが、そうもいかないでしょう。専門的な話でも調べて理解しますのでどなたかお力添えをお願いします。

回答No.2

UROIUSH · ベストアンサー

こんにちは

一から作ると大変です。
市販のリニアアクチュエータを使うのが良いでしょうう。
モータからは制御ソフトまで全てセットになってます。
電極のアクチュエータにマウントして直接スライドさせれば良いです。
ねじをモータで回すのは摩擦などが大きいため、難しいです。あとは電極電圧の値をパソコンに入力する必要があります。
ADボードを用意し、電圧の値を取得します。その値と目標の電圧の差を使ってPIDでモータの位置決めを行えば、いいと思います。
プログラムはｃ++などで組むと良いと思います。
ただ、放電現象が近くで発生するのなら、放電用の電源と駆動系の電源は別にしてください。放電の電磁ノイズで駆動系が暴走する恐れがあります。
同様にアクチュエータ、ＰＣ、にもノイズ対策が必要です。
あと、とくにノイズ対策が必要なのは、電圧の測定　系統です。ADボードに入力する直近にローパスフィルタを必ず付けてください。

お礼

回答ありがとうございます。参考になります。
この機器は一連のシステムの中の一つなので、電極周りをいじることはできないのです。どうにかして摘みを回したいのですが・・・

回答No.4

foobar

つまみとモータの軸をどのようにガタ無くつなぐか、７セグメントの表示器に表示されている電圧をどうやって制御信号として取り込むか、を最初に解決する必要があるかと思います。

それができたら、市販のコントローラを使って、制御をくんだりできるかと思います。

お礼

お礼が遅れて申し訳ありません。
確かに、それらの問題を解決する方がよさそうですね。
回答ありがとうございました。

回答No.3

gn_drive

７セグで測定している電圧とネジの送りとの関係（V/mm)は把握していますか？

これが判れば１軸の自動ステージの仕様が明確になります。

http://www.sigma-koki.com/index_sm.php?b2cd=C06&lang=jp

コントローラはナショナルインスツルメントのような汎用コントローラの方が扱い易いと思います。

A/Dで７セグで表示している電圧を取り込み、あなたが設定したい電圧との差をマイコンで計算し、
その電圧差に応じたネジの送りをD/Aかパルス出力で出力する。

先ずは簡単にP制御で、偏差と送りを制御してみた方が良いです。

http://japan.ni.com/

不安定になる場合、ネジ送りの応答性が不足しているので、Pゲインを調整してください。

それでも駄目ならPI制御やPID制御にしてみてください。

お礼

お礼遅れて申し訳ありません。
なるほど、P制御のみで行う考えはありませんでした。
回答ありがとうございました。

回答No.1

Cupper-2

残念ですが、ここで質問をしただけで解決する問題ではなさそうです。

こういった場合はモーター制御について詳しい人を巻き込んで実験を行うことをお薦めします。

また、
蒸発に伴う電極間のギャップを一定にすることが目的なのか、印加電圧を一定に保つのが目的なのかを
今一度よく考えてみましょう。
電極の放電面の面積を広く取れば、蒸発による電極間ギャップの変化を抑えられるとか…ね。

お礼

やはり詳しい人が必要でしょうか
もう少し考えてみたいと思います。
回答ありがとうございました。