サーボモータ負荷慣性比の適正値

慣性モーメントは、剛体が軸を中心に回転するときの慣性（回転する物体がその均一な円運動または静止を維持する特性）の尺度であり、文字IまたはJで表されます。回転ダイナミクスでの質量は線形ダイナミクスでの質量と等価であり、回転運動に対する物体の慣性として視覚的に理解することができます。慣性モーメントは、サーボシステムの精度、安定性、および動的応答に大きな影響を与えることはありません。サーボシステムの用途では、モータの慣性モーメントに対するモータシャフトに換算された負荷慣性モーメントの比は大きすぎてはならず、その値は妥当でなければなりません。そうでなければ、システムは一般的に振動やさらに制御の喪失があるでしょう。しかし、なぜあなたは適切な慣性比を必要とし、そしてこの推奨される慣性比は実際には合理的ですか？これらはエンジニアがよく混乱していると感じる問題です。

1.サーボモータ負荷慣性比の適合性解析

1.1慣性マッチング - - 最適な動力伝達と最大加速度

すべての機械システムはある程度の弾力性を有する（すなわち、剛性は無限に無限大である）が、いくつかの機械システムはバックラッシュを有する。これら2つのタイプのどちらかが一定のレベルに達すると、システムの応答性能は極端に悪くなります。そのため、いわゆる慣性ミスマッチの原因となる問題は、実際には機械的剛性の不足によるものであり、大きな弾性やバックラッシュによって生じる運動不安定性の問題がある可能性がある。サーボシステムでは、制御する必要がある移動量は負荷端の位置または速度ですが、実際には目標負荷制御量の代わりにモータに搭載されたフィードバック装置によって検出される位置または速度信号が使用されます。特に剛性が制限されているため、特定の条件下では、特に慣性比が大きすぎると、不安定になる可能性が大きくなります。

システムの迅速な応答を改善するためには、最初に機械式変速機部品の共振周波数を高める、すなわち機械式変速機部品の剛性を高め、機械式変速機部品の慣性を減少させることが必要である。第二に、減衰電圧を上げて共振ピークを下げることによって、速い応答を改善するための条件を作り出すことも可能である。多くの機器用途では、機械式変速機構成要素が不十分に剛性で過度に不活性であることが一般的である。したがって、可動部の慣性は、部品の強度と剛性を満たしながら、できるだけ小さくする必要があります。

特定のモータについて、減速機構が使用される場合、モータシャフトに減速される負荷慣性はモータの慣性と一致する（負荷慣性はモータ慣性に等しい、すなわち慣性比は1である）。減速機の増大した慣性および効率の損失の場合には、システムは最良の動力伝達を達成し、最大負荷加速度を得ることができ、これは慣性整合の意味である。 [5]でも同様の解釈が可能です。

しかし、中国では「適切なイナーシャ比」の概念を「慣性マッチング」の概念に置き換えるのが一般的です。外国慣性比の研究では、「慣性マッチング」の概念は基本的に言及されていないが、「慣性不整合」の概念は言及されている。例えば、文献［２］、［３］、［４］では、ほとんどのサーボシステム用途が「慣性ミスマッチ」であるという事実に基づいて、不安定性の問題なしにサーボシステムの高速応答をいかに達成するかが研究されている。