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サーボ2軸によるトルク制御

サーボ2軸によるトルク制御に関して困っています。 負荷トルク耐久試験装置で、短冊型のトルク波形を描く必要があるのですが うまく描けません。 装置情報としては ・3.5kWのサーボモータ2台 ・モータのギヤ比が1/17(両軸とも) 制御情報としては ・棒状のワークの両端をモータにつないで回転 ・片側を位置制御、反対側をトルク制御で使用 回転速度の加減速やトルク指令の加減速等いろいろ試しましたが、 トルク指令の加速レートを小さくすると短冊形の波形にならず、 トルク指令の加速レートを大きくするとモーターがハンチングして 安定しない、またはひげ状のピークトルクが発生してしまいます。 何かよい制御方法、またはヒントでも結構ですので ご教示頂けませんでしょうか。 宜しくお願いします。

noname#230358

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noname#230359

>モーターがハンチング  これは捩り振動によるものと考えられます。 >トルク指令の加速レートを大きくするとモーターがハンチング  加速レートを大きくすると捩り振動の固有振動数ωに近づき、ハンチング していると考えられます。 対策としては、ωを高くし、ダンピングを利かせるようにする。 ?棒を短くしてωを高くする。⇒対象物の形状を変更できるか? ?モータの電流(トルク)をフィードバックしてダンピングを利かせる。  (サーボドライバーに機能があるのでは?) ?トルクが充分あるモータに変更して、ギアをなくする。  ギアがあるとバックラッシュで電流フィードバックが難しくなる。 一般的な捩り試験装置でギアを使ったものは無いと思います。下手をすると ギアが先に壊れる可能性がある。 いずれにしても、理想的な短冊波にすることは出来ないので、短冊波の周期に 対して許容できる、立上がり、立下り時間の設定が必要と思う。 >トルク変換機を取り付けてフィードバック制御を行っていますが、なかなかうまくいきませんね。 トルクと電流は等価なので、電流フィードバックも難しいと思われます。 固有振動数ω0を持つ制御系においては、固有振動付近では位相が180°ずれるので、発振しやすくなる。普通ω0付近の制御ゲインを下げるためノッチフィルター入れて制御しないようにしています。 そこで、短冊波(パルス)の周期、波形の立上がり、立下りを工夫してωより 低く(1/10以下)するか、高くする(10倍以上)すれば良いと思います。 ところで、ω0は幾ら位で、加振周波数ωdは幾ら位でしょうか。 ω0はトルクセンサの信号から分かると思います。 また、モータと軸、トルク変換器を接続するカップリングの剛性が低いとω0が低くなるので注意する必要があります。 また、電流でトルクが検出できるので、トルク変換器は無い方が良いと思います。

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質問者からのお礼

回答頂き有難う御座います。 ?棒を短くしてωを高くする。⇒対象物の形状を変更できるか? ⇒残念ながらできません。 ?モータの電流(トルク)をフィードバックしてダンピングを利かせる。 (サーボドライバーに機能があるのでは?) ⇒パラメータを調査してみます。一番可能性の高い  対策かもしれません。 ?トルクが充分あるモータに変更して、ギアをなくする。  ギアがあるとバックラッシュで電流フィードバックが難しくなる。 一般的な捩り試験装置でギアを使ったものは無いと思います。下手をすると ギアが先に壊れる可能性がある。 ⇒機械屋さんに相談してみますが、多分無理ではと思います。 ワークと回転軸の間にトルク変換機を取り付けてフィードバック制御を 行っていますが、なかなかうまくいきませんね。 トルク制御を行うタイミングなどをいろいろ変えてみて もう少しトライしてみたいと思います。 他にもヒントになるようなことがありましたら ご教示下さい。 有難う御座いました。

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