ﾓｰﾀｰ制御について教えて下さい。

Question

初心者ですが、モーター制御で良くわからない点があり、教えて下さい。

ＡＣサーボモーターを使用してトルク制御を行なおうと考えています。
具体的には、ある原点位置から
・角度θ1の位置に至ったら、トルクＴ1を出力
・角度θ2の位置に至ったら、トルクＴ2を出力
 （省略）
・角度θxの位置に至ったら、トルクＴxを出力
といった出力を連続して行なうことを考えています。
（トルクはフィードバック制御を行なう）

ある位置で定義したトルクを超える負荷が掛かると、次の位置に至り、その位置で定義したトルクを超える負荷が掛かるとまた次へ。。。
といった単純な仕組みを考えています。

そこで、良くわからない点というのが、角度θ1からθ2に至る時の軸の回転速度がどの様になるのかです。
例えば、トルクT1が大きい状態からトルクT2が小さい状態へ変化する時、モーター軸の回転速度は負荷イナーシャによって決まる物でしょうか？
速度は制御するわけではないので、単純に考えるとイナーシャの大きさとトルクの変化量によって決まるのかと思うのですが。。。

できれば、このトルク制御をベースに、θ1からθ2に変化する時の速度を増減させる様な事をしたいのですが、原理的に可能でしょうか？
（特に、トルクが大きい状態から小さい状態へ変化する時の速度を大きくコントロールしたい）

色々資料を見ていますが、トルク制御をした場合の速度変化をどう考えれば良いか、トルク制御をベースに速度も制御することが可能なのかを明記している資料も事例も無さそうなので、ご教示いただけると幸いです。

Accepted Answer

>＞トルク制御ではなくて、トルク制限が出来ると言うのが正しい解釈です。
>⇒設定トルクを超えない様に電流を「制限」するという意味で良いでしょうか？
正確には速度制限と合わせてトルク制限も掛けるとなります
先の私の回答の三菱サイトの
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/fair/fa_basic/05/53ap04.htm
の(b)になります
具体的にはこのロープ巻取機の場合では
例えば１０Ｎの張力で巻取りたいとした場合
そのまま１０Ｎに相当するトルク制限を掛けます（ドラム直径と減速比によりトルク制限値は変わる）
巻取り速度制限は単純に機械設計上の最高速度にします（ロープの最高走行速度）

巻取りの最初はドラム径が小さいので張力（トルク）を一定にすると
必然的に速度は速くなります　　＜概ね速度制限値の速度まで上がる
巻き終わりは逆に速度が遅くなります
厳密には巻き始めと巻き終わりのトルクは違うので
テンションコントローラはそれに合わせてトルクは変えるように自動制御します

>今回、トルクＦ／Ｂを組み、位置Ｆ／Ｂを組まない方向で考えていますが、その場合もご指摘頂いた様なことが生じるのでしょうか？
一般的なサーボアンプにはトルクＦ／Ｂは有りません
（正確には有るのだがユーザー側からアクセスできません、ファームウエアエリア）

従って↓のようなテンションコントローラ（トルク制御ユニット）を使います
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/tencon/index.html
テンションセンサはそのままトルクフィードバック入力になります

また、サーボアンプは速度制御モードで使います
位置フィードバックは使いません

もし、位置フィードバックモードしか無いサーボアンプではトルク制御は出来ません
三菱、安川、富士のサーボモータには位置制御モードと速度制御モードと両方有ります
（パラメータで切替）
オリエンタルモータその他廉価版メーカにはその切替の出来ないのが多い

また、モーションコントローラにもトルク制御モードは有ります（機種による）
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/ssc/about/index.html

Answer

サーボモーターの機能を過大に解釈しているように思われます。
トルク制御ではなくて、トルク制限が出来ると言うのが正しい解釈です。

>ある位置で定義したトルクを超える負荷が掛かると、次の位置に至り
とはならない。

トルクを超える負荷がかかれば、押し返されて設定したトルクとバランスする位置で止まる。
いつまでも設定したトルクを超える力が加わっていれば、どんどん戻って、偏差カウンタオーバーで異常となって落ちる。

ご希望のようなことをやりたければ、トルクセンサを付けてそのトルクを見て位置を制御するのがよろしいのでは。

>⇒設定トルクを超えない様に電流を「制限」するという意味で良いでしょうか？

はい。サーボアンプの中ではそのように制御してます。

>⇒位置Ｆ／Ｂで、偏差カウンタにて溜まりパルスを積分すればその様になるかとは思いますが、溜まりパルスを累積しない処理はできないのでしょうか？

偏差カウンタは指令値と現在値の差です。積分しているわけではありません。
偏差カウンタオーバーとして異常になる時の条件は設定できますので、異常にしないことは可能です。

>今回、トルクＦ／Ｂを組み、位置Ｆ／Ｂを組まない方向で考えていますが、その場合もご指摘頂いた様なことが生じるのでしょうか？

トルクＦ／Ｂを組み込むことが出来ますか？確認してください。

>外部から直接電流を指令してトルクを決めたい為、

サーボモーターでは直接電流を指令することは出来ないと思います。

Answer

先ず本件のトルク制御と言う用語の定義ですが↓
市販サーボモータとアンプを使ってのトルク制御なのでしょうか
一般的には繊維や鋼板等の送りに複数のモータを同期させる場合に使います
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/fair/fa_basic/05/53ap04.htm
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/tencon/index.html

それとも所謂、三相二相変換、回転座標変換、dq変換
http://www.jeea.or.jp/course/contents/07118/
http://www.okuma.nuee.nagoya-u.ac.jp/~onuma/kaisetsu_mtc.html
この場合のトルク制御なのでしょうか？

モーター制御について