モーターホイールは正確な位置と速度制御をどのように実現しますか?

Update:Oct 01,2023
Summary: 正確な位置と速度制御 モーターホイール 自動化、ロボット工学、輸送、その他のアプリケーションにとって重要です。この制御を実現するには、センサー、コントロールアルゴリズム、コントローラーハードウェア、物理的特性など、さまざまな要因を考慮する必要があります。 1.エンコーダーとセンサーの...
正確な位置と速度制御 モーターホイール 自動化、ロボット工学、輸送、その他のアプリケーションにとって重要です。この制御を実現するには、センサー、コントロールアルゴリズム、コントローラーハードウェア、物理的特性など、さまざまな要因を考慮する必要があります。

1.エンコーダーとセンサーの使用:
エンコーダとセンサーはモーターホイールの重要なコンポーネントであり、ホイールの位置と速度をリアルタイムで監視するために使用されます。これらのセンサーは、光エンコーダー、磁気エンコーダー、またはその他のタイプのセンサーです。機械的な動きを電子信号に変換し、正確なフィードバック情報を提供します。
高解像度エンコーダーは、より細かい位置測定を提供するため、高精度制御を必要とするアプリケーションにとって重要です。センサーの選択は、環境条件、耐久性、精度の要件を考慮する必要があります。
2。PIDコントローラー:
PIDコントローラーは、モーターホイールに一般的に使用されるコントロールアルゴリズムです。これは、比例、積分、微分の3つの制御パラメーターに基づいており、実際の測定値とセット値の間の誤差に従ってモーターホイールの出力を調整します。このアルゴリズムは、変更に迅速に応答し、目的の位置または速度に収束することができます。
比例パラメーターは、エラーに対するシステムの迅速な応答を制御し、積分パラメーターを使用して永続的なエラーを処理し、差動パラメーターを使用して振動を減らします。これらのパラメーターを調整することは、正確な制御を実現するための鍵です。
3。軌跡の計画と補間:
一部のアプリケーションでは、モーターホイールは特定の軌跡に沿って移動したり、ロボットのパス計画などの複雑な補間の動きを実行する必要があります。これには、制御システムが正確な軌跡を生成して実行できる必要があります。軌道計画アルゴリズムは、ターゲットパスを一連の方法ポイントに分解し、各ポイントの位置と速度を計算します。
補間アルゴリズムを使用して、軌道を滑らかにし、パスに沿ったモーターホイールの動きが連続していることを確認することができ、したがって不必要なショックと振動を回避できます。
4。閉ループフィードバックコントロール:
モーターホイールは通常、閉ループフィードバック制御システムを使用して、正確な位置と速度制御を確保します。コントローラーは、実際の位置と速度を継続的に監視し、セットポイントと比較します。エラーがある場合、コントローラーはモーターホイールの出力を自動的に調整してエラーを修正します。
このフィードバック制御メカニズムは、外部の乱れと変化を処理し、システムの安定性と精度を確保することができます。
5。高性能コントローラーとハードウェア:
コントローラーのパフォーマンスとコンピューティングパワーは、正確な制御に重要です。高性能コントローラーは、アルゴリズムをより速く実行し、より正確なフィードバック応答を提供できます。ハードウェアの選択は、システムの応答速度と制御精度に影響するため重要です。
一部のアプリケーションでは、リアルタイムで信頼できる制御を確保するために、リアルタイムオペレーティングシステム(RTO)が必要になる場合があります。
6。負荷と摩擦補償:
モーターホイールの荷重と摩擦は、位置と速度制御に特定の影響を与えます。一部の高度な制御システムには、安定した動きを確保するために負荷の変更に応じてモーターホイールの出力を自動的に調整できる負荷補償機能があります。
摩擦はモーターホイールの減速と加速に影響するため、摩擦補正も重要です。
7.高精度エンコーダー:
非常に高精度制御を必要とするアプリケーションの場合、高精度エンコーダーが必要になる場合があります。これらのエンコーダーは、より多くの位置測定ポイントを提供し、制御システムがモーターホイールの動きをより正確に追跡できるようにします。高精度エンコーダーは通常、より高いラインカウントを持ち、より詳細な位置解像度を提供します。

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