-- モーターの制御 (2009/09/24 22:45) - 2013PV

制御工学を勉強していたら、モーターを制御してみたくなりました。



思い立ったが吉日、模型屋さんでミニ四駆のモーターを購入。
少しだけ触って、様子を確認。

・0.5Vくらいかければ回り始める。定格は3V。
・電圧を上げると速く回転するようになる。
・電池の向きを逆にすると逆方向に回転する。

「モーターを制御する」というのは、「モーターの軸を一定角度でとめておく」ということです。
軸を少しまわしたら、反対方向に戻して直してくれるような。



ブレッドボードにテキトーに回路を組んでみる。
実は、制御工学を生かして伝達関数とか考えようかとも考えた。
けれど、モーターの伝達関数を求められないことに気づいて断念。

とりあえず、単純にフィードバックの比例制御をすることにしました。



これがその回路図。

フィードバックするために、モーターの軸が何度になっているかをセンシングする必要があります。
制御工学の言葉で言えば「制御量」を求める必要があるわけです。
ロータリーエンコーダとかを使えば良いようですが、無い。
秋葉原行くの、めんどい。

ということで、可変抵抗を流用。
ヘッドホンアンプ用に買ったAカーブの中に、一つだけBカーブがあってラッキー。
回転角と抵抗値が比例関係にあるのがBカーブです。

電源を可変抵抗によって分圧することによって、回転角度を得るということです。
角度がアナログの電圧値に変換されるわけです。
同時に抵抗器でもって目標の電圧、制御の言葉で「目標値」も作ります。

それをオペアンプの減算回路でアナログ的に引き算します。
その結果は「偏差」と呼ばれます。
そして、比例制御なので定数倍して、エミッタフォロワして「操作量」が完成。
モーターに繋げば、制御できるはず!

・・・が、動かず。
たぶん、オペアンプからの電流じゃモーターは駆動できないということだろう。
結局自分だけではどうにもならず、先人たちの知恵を借りることに。

キーワードは、「トランジスタブリッジ」と「PWM制御」のようです。

-- 参考文献

-- 関連項目
腕型ロボット
腕型ロボット(2)
モーターの制御(2)
減速機
お絵描きロボット
お絵描きロボット(2)
お絵描きロボット(3)
モーターの制御(3)
モーターの制御(4)
クロックジェネレータ
バッファの必要性
お絵描きロボット(4)
モーターの制御(5)
ソーシャル目覚まし

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