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エンコーダの高分解能化検討



ここ最近は基板の調整とバグ取りも兼ねてエンコーダ分解能UPの実験をしている.
写真のようにφ6-400pprのエンコーダをギヤで6倍に増速し,2400pprに設定したものを付けた.
これとモータ内蔵の256pprエンコーダを同じ制御則で動かして挙動に違いが出るかどうか調べた.

結果,エンコーダ分解能を上げると低速時の振動が小さくなり,サーボロックで静止保持する際のチリチリ音がかなり静かになることがわかった.
負荷の軽いモータではDゲインを上げすぎると停止位置付近でモータ時定数周期の自励振動が起きやすいが,これを抑制する効果がある.
 一方,同一ゲインでの動的挙動や収束性には差は無かった.

エンコーダ高分解能化の効果:
①速度制御のダイナミックレンジ拡大,低速まで滑らかに回る
②速度F/Bループの高速化,ハイゲイン化によるサーボ位置/速度追従性向上

写真のモータはかなり大きいものだが,もっと小さいモータやコアレスモータではできるだけエンコーダ分解能を高く取るのが吉だろう.
これまでは高分解能のエンコーダ(1回転10bit以上のもの)は大きくて高価だったが,最近は AS5048Aのような超小型で組み込みに適したデバイスも出てきている.

これからはテレビもモータ制御もFULL-HDの時代だ.
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多軸,負荷耐久終了


モータドライバ4CHの動作試験,および連続電流試験が終了した.
多少のバグフィクスを経て無事動作した.
モータ電流に対するFETの熱容量を測定したところ無放熱で約2.8℃/A.
基板温度80℃以下で20Aぐらいまで連続通電可能.

低ON抵抗のFET と4層板を使ったのが効いたようだ.

熱が逃げすぎてはんだ付けが困難なのは問題だが・・・

今回エンコーダ補正に大容量のデータ参照と高速の積和演算が必要だったが,RXの内蔵ROMアクセスの速さと高い演算能力が大いに活きた.
また,コントローラを多CHにするときに気になる消費電力もdsPICに比べ40%近く減った.
チップに「いいね!」ボタンがついていたらぜひ押したいところだ.

最近元気の無いルネサスだが,何とかがんばって欲しいものだ.
プロフィール

もやね

Author:もやね
長野県在住の会社員(メカニカル・エンジニア).
ロボットは完全な趣味としてやってます.
E-mail:
mo_ya_ne[a]yahoo.co.jp
[a]⇒@

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