- ベストアンサー
速度シミュレータ
速度シミュレータを作りたい・・・設計から実験まで自分で作りたい。PI型速度制御系です。 でも、私にはその速度シミュレータが何のために作られるの？具体的に何を？まったく分からなくて、知っている人は説明していただければありがたい。 ミッション：MATLABを使ってシミュレーションを行ってから、実験室で実機を動かすという内容で、モータの定数が与えられている。
- powergilaaku
- お礼率46% (6/13)
- 物理学
- 回答数1
- ありがとう数2
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
モータで有る機械の速度を制御する場合に、シミュレータは機械を表現する部分、モーターを表現する部分（電気系、機械系）、制御系を表現する部分があります。 それぞれをモデル化する必要があります。 機械系 回転機械であれば、機械の慣性モーメント、軸の剛性、ねじりばね乗数がひつようですし、大小2つのフライホイールがあったり（２慣性系：少なくともモーターと軸でつながったタイヤだけでも２慣性系）、ギアやバックラッシュのあるもの、ダンパなどの減衰のあるものなどモデル化するべきものがいろいろあります。 モータは電流を機械出力に変換する機械であり慣性モーメントを持っています。 制御系からの電流に従ってどのように反応するのか（制御の言葉では「応答」という）をモデル化する必要があります。 制御系は目標速度を維持したり、目標速度を変更したときにスムーズに変更できたり（最短時間でとか、目標速度をオーバーしないようにとか、振動しないようにとか）する機能を提供します。アナログ制御ならＰＩＤ制御、ディジタル制御あれば離散的ＰＩＤとかその他の制御方法をソフトウエアで実現しています。 よって、実験室で動かすものを（機械、モーター、制御システム）定式化し、それをどうやったら上手くコントロールできるかを制御系に使う定数を色々とシミュレータで変えて求め、実験で確認するというのがミッションです。 ＭＡＴＬＡＢはＬＥＧＯブロックのように要素をつなげていくことでこれらのモデル化とシミュレーションの実行ができるソフトウエアです。ＨＰで無料セミナーの申し込みができますし、セミナー資料や評価版が入手できると思います。
関連するQ&A
- ACモータのトルク制御入力と速度制御入力
ACモータのサーボドライバに速度入力とトルク入力があるのですが、普通内部はどうなっているのでしょうか？メーカのカタログには以下の程度しか書いてなく、一般論でも良いので判る方いましたらお教えください。 使い方としては、実験でMatlabで速度入力かトルク入力で指令を出したいのですが、どういうところまでsimlinkでモデル化して出力すれば良いのか判らず、お教えください。 それか実験用で小型（30W程度）でトルク制御に向いたモータとドライバがあればお教えください。 http://db.sanyodenki.co.jp/sanmotion_pdf/j/SANMOTION_R_small_J_817-8book.pdf
- ベストアンサー
- 科学
- 回路 CAD オペレータと回路設計力について
回路 CAD (Agilent ADS) による解析業務を行っている28歳男性です。 シミュレーションをもっと効果的に活かしたいと考え、実機で実際に苦しんでおられる設計者の方にお尋ねします。 私はこれまで、実機の回路設計を行ったことが無く、シミュレータの世界しか知りません。しかし最近になり「CAD は設計経験が無ければ使う物ではない」という考えになってきています。なぜなら、回路設計力が無ければ、実機特有の現象をシミュレーションに取り込む発想が生まれないし、プラスアルファの提案を設計者に出せず、解析の妥当性すら予測できないからです。ここをクリアにして、自分の業務の価値を高めたいと思っています。 そこで質問なのですが、CAD 業務を続けながら回路設計力を伸ばすにはどうしたらよいでしょうか？今考えているのは、アマチュア無線や電子工作などを休日に行うことです。 長文を読んで下さってありがとうございました。 どうぞよろしくお願い致します。
- ベストアンサー
- 科学
- MATLABでサーボモータを制御する方法
私は今現在、独学でMATLABを勉強しています。 参考書を見ながらいくつかのMファイルやsimulinkのモデルなどを今までつくってきました。 そこでシミュレーションだけではなく、実際に実機を動かしてみたくなり、たまたま持っていたサーボモータを動かしてみようと思い立ちました。しかし、思い立ったは良いものの、実際にMATLABからの制御入力をサーボモータに伝達する方法がわかりません。多分RS232Cを経由して送るとは思うんですが、実際にsimulink上でどのように構成すれば良いのか教えていただきたいです。D/A変換の仕方もちょっとよくわかりません。 マイコンはPICの16F648Aです。 とりあえず、細かい制御は考えないでただMATLABで動かしてみたいだけです。教えてくれる方がいましたらよろしくお願いします。
- 締切済み
- その他（プログラミング・開発）
- PI制御と位相進み補償について
(カテゴリ間違えて投稿してしまって、かつ以前に書き込んだものを消す方法が分からないので、他のところと重複してます。すいません。) 今演算ソフトを使ってDCモータの制御シミュレーションやってます。 ブロック線図とか書いて、PI制御と位相進み補償を適用しようと思ってます。 http://pict.or.tp/img/19503.png DCモータの等価回路：画像(1)、(2) (誘起電圧定数ke=トルク定数kt、モータの角速度ω(t)) から求めた入力電圧から角速度の伝達関数は、 Ω/V = kt/(LJs^2 + RJs + kt^2) (ここで、R=5Ω、L=10mH、kt=1/π[V/(rad/sec)]、J=1×10^-4kgm^2) になると思います。 画像(3)はPI制御を適用した図、画像(4)は(3)に位相進み補償を適用した図です。 (1)このとき、PI制御の比例ゲインKpと積分時定数Tiは、どのような値になるか教えていただきたいです・・・。 自分なりにやってみたら、Kp=0.5、Ti=0.005になりました。 この際、減衰係数ζ=0.8、固有角周波数ωn=318でした。 自分もよく分かってない状態ですが、固有角周波数はコレ大きいですか？ ちなみにそのときの位相余裕は51degくらいでした。 (2)あと、位相進み補償のパラメータ(K,T,α)はまったくよく分かりません…。 手順は調べたんですが、肝心のKとゲイン交差周波数の設定の仕方が分かりませんでした。 結局K=1にして他のパラメータを求めました。 この際、位相余裕が60degくらいにしようとして、59.3くらいでした。 (位相進み補償を入れなくても十分安定してますが、そういう課題なので・・・汗) もし、これらが詳しく記されているサイト等があったら、そちらもお願いします・・・。
- ベストアンサー
- 科学
- DCブラシレスモータの速度制御
DCブラシレスモータの速度制御の設計に関する 見積りをすることになりました。 可変抵抗で速度を制御するだけのものです。 （DCブラシレスモータの使用経験は全くありません） まだ見積りの段階ですから モータがどのようにして回転するか・・・というような 理論的な知識は必要ありません。 ターゲットのモータはドライバーは内蔵しています。 回路的に「このドライバーどのように制御をするべきか」 ということだけを知りたいと思います。 概要を知るために色々検索してみましたが 「メーカの製品説明」的なものばかりで悩んでいます。 制御回路としての入門レベルの適切なＨＰをご存知の方 アドバイスを御願いします。 回答いただいた皆様ありがとうございます。 私のおぼろげな記憶によると ”リングカウンタのようなものをディジタル的につくりフルブリッジの ドライバー（今回の質問で「内蔵されている」といったもの）で励磁し、 機械的な回転はホール素子で検出している” だったような気がします。 これに間違いがなければ ここから「どのような考えで、回路をつくるべきか？」 のアドバイスをいただければ幸いです。
- ベストアンサー
- 電気設計
- 加減速を行う箇所のモータ速度制御
加減速制御を頻繁に行う箇所の駆動構成、モータ選定を考えています。 モータイナーシャが加減速制御にどのように影響するかがよくわかりません。 角運動方程式（T＝J×ω/t）で考えれば良いのでしょうか。 ・モータトルクが同じ場合、モータイナーシャを含めたイナーシャが2倍になれば、起動時間も2倍になる。 モータが低イナーシャなので加減速に優位という内容の記述はよく見かけます。実際、加減速を行う箇所には低イナーシャのモータが使われているケースが多いようにも感じています。 モータトルクの大きなモータを選択すれば、低イナーシャモータのように制御できるのか。 速度制御にあたり大切なことに気づいていないのか。 教えてください。
- 締切済み
- 電気設計
- 制約条件下でのブラシ付きＤＣモータの角度制御
制約条件下でのブラシ付きＤＣモータの角度制御について教えてください． ブラシ付きDCモータの角度制御の制御シミュレーションをMATLABでしています．連続時間系です． 制御対象のモデルは，「印可電圧を入力，電流を出力とする１次遅れ系の伝達関数」→「電流を入力，モータ軸の角速度を出力とする１次遅れ系の伝達関数」→「角速度から角度に変換するための積分器」，および「角速度から印可電圧に負帰還する逆起電力のフィードバック信号」から構成されています． 制御構造は，電流フィードバックループ(PID制御)，角速度フィードバックループ(PD制御)，角度フィードバックループ(PID制御)をから成るカスケード制御系です． 制約の無い条件下ではシミュレーションが上手くいったのですが，制御入力(印可電圧)に上限値を設定するとワインドアップが発生しました．そこで，アンチリセットワインドアップ補償器を付けたのですが，制御量（角度）が目標値に収束しません．角度フィードバックループを外して，電流フィードバックループ(PID制御)と角速度フィードバックループ(PD制御)からなる角速度フィードバック制御系にすると，アンチワインドアップ補償器を付けると制御量(角速度)が目標値に収束します． なぜ角度フィードバックループを付けると，アンチリセットワインドアップをつけても目標値に収束しないのでしょうか？どうすれば収束しますでしょうか？ ご教授の程よろしくお願い致します．
- 締切済み
- その他（ロボット）
- ばねの動作速度について
ばねを用いて車のサスペンションの様に振動吸収するダンパー機構を設計したい考えています。 ばねと力の関係に関しては、ばね定数（荷重÷たわみ）を見ればわかりますが、実際にばねが 動作する速度はばね定数だけでは無い様な気がします。 具体的には、?コイルばね、?定テンションばね、?ガススプリング等を候補と考えています。 ばね定数と固有振動数、動作速度の関係がわかりません。 一体、定テンションばねは一体どんな速度で動くのかカタログを見てもわかりませんでした。 何か情報がありましたら教えてください。宜しくお願いします。
- 締切済み
- 開発
- 制御系としての性能指標とは何なのでしょうか？
モータ制御系の実験をしていたときに、制御系の性能指標（例えば，開ループ伝達関数の周波数応答や閉ループ伝達関数の周波数応答など）を求め評価しなさいと言われたのですが、普通どうやって求めるのでしょうか？ ボード線図をMatlab/simulinkなので計算して解くのでしょうか？それとも実験から求めるのでしょうか？ 判る方いらっしゃいましたらお教えください。
- ベストアンサー
- 物理学
- サーボモーターの速度指令について
お世話になります。 三菱の講習用テキストを見て、サーボモーターの勉強を始めました。 以下、位置と速度を同時に制御する場合についてですが、私の認識は以下です。 (1)モーターの指令値（指令バルス周波数）とモーターの現在値（帰還パルス周波数）の差の「累積」 が溜りパルスとなる (2)溜りパルスが速度指令となる (3)モーター回転数の指令値と現在値が同じになると速度指令（溜りパルス）は一定になる (4)溜りパルスはゼロになると位置決めが完了する（モーターが止まる） 分からないのは２つです。 ひとつめは、速度フィードバックがなぜ必要になるかです。溜りパルスが一定になれば速度は目標値に追従している訳ですから、位置フィードバックだけで、位置も速度も制御されるのではないかと思うのですが、なぜ速度フィードバックが必要になるのでしょうか？ ふたつめは、速度指令についてです。テキストでは溜りパルスが速度指令になるという様な書き方をしていますが、なぜそうなるのかが分かりません。単純に溜りパルスを速度指令にはできないと思うのですが、このあたりを詳しく説明しているWEBなどあればご教示頂けませんでしょうか。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
返答ありがとうございました。 GTACさんが書いたことはよく分かりましたが・・・ その後、私はまたいろいろ考えた。簡単に言えば、速度シミュレーターがあれば、速度センサをつけなくても（つまり、速度予測できて、速度センサで速度を検査する必要がない）済むので、コストを削減することができる。それと同じように、電流シミュレーターが設計されて実用すれば、電流センサを付かなくても電流予測できて、コストを削減できる。 PMモータd-q座標の電圧方程式から、速度方程式を導出すると、 om=(v-iq(R+sL))/(idL+pi) ただし、om=電気角、v=q軸電圧、iq,idはそれぞれq軸とd軸の電機子電流、L=インダクタンス、R=抵抗である。 そこからは、離散化を行う必要があり（ディジタル制御をするため）、しかし、電流方程式のような状態方程式ではなくてもよいの？