モーションコントロール

[matui]

Matsuiと申します。
今回、モーションコントロールについて知りたく思い、
投稿させていただきました。
まだ、使用はしていないのですが、8軸が動作可能なPCI7358と今現在ドライバを購入しようと考えています。
この目的としてステッピングモータを動作させることを目的としています。
モータを動作させる前にモーションアシスタント等を参考にプログラムを作っていき、
サンプルに1軸ストレートラインというのがあります。
その中で速度、加速度、S-Curveという関数として存在します。

基礎的な質問で申し訳ないのですが、
S-Curveで設定するJerkとは何を設定するものでどのように設定するのでしょうか?
また、速度・加速度についてもモータの仕様は決定しているのですが、
その値を変えることによるJerkなどとの関係性が分からない状況です。
S-Curveを用いて所定の位置に回転させる場合にどのような考え方で
パラメータを決定していくかを教えて頂けないでしょうか?
以上、よろしく御願い致します。

[Fumi.N]

日本ナショナルインスツルメンツ技術部の長久と申します。
 
S-curve（S字）制御は、加速、もしくは減速時の振動などを回避するために、
加速、減速時にS字曲線に修正する制御です。
加速時、もしくは減速時にはJerk（加加速度）と呼ばれる急な動きが生じます。
詳細につきましては、Motion Assistant Helpの検索から「ｓ-curve」と記入していただければ参照できます。

LabVIEWの関数でS-curve制御を行うためには、
“Load S-Curve Time”関数を使用します。
この関数では、Jerk（加加速度）を設定しS字曲線に制御するのではなく、
（そのため、特にJerkに関しては計算したりする必要はありません。）
“S Curve Time”端子にS字曲線に修正する時間を入力して制御します。
ただし、単位は秒ではなく、1から32767の間のサンプル数を入力します。
この1つのサンプル数はデフォルトで250usなので、
例えば、10と入力すると、加速時、減速時のときの2.5msの間をS字曲線で修正します。
特に、この“S Curve Time”端子に入力する値に関しては決まりがないのですが、
注意する点としては、ターゲットポジションが存在する場合、
ただの台形制御に比べ、ターゲットポジションへの到達時間が長くなってしまう場合があります。

[matui]

日本ナショナルインスツルメンツ技術部
長久様
早速の御返事ありがとうございます。
Sカーブはサンプル数で、250usなのでJerkが10の場合、
2.5msの間をS字曲線で修正します。とのことですが、
基本的には加速と減速の速度については設定できず、2.5ms間でS字に
変換されると考えてよろしいのでしょうか?

サンプルプログラムMotionAssistantのStraight　Line　Moveで
確認を取ってみてはいるのですが、
Jerkを大きくすることで加速減速の時間が短くなっていきますが、
ここでPulse数と加速・減速と速度とで設定した値は無関係になっていて
良いのでしょうか?

最後に方針としては、台形とS字カーブですが、速度を有する場合は
台形で動作させ、スピードよりも安定であればスピードを
犠牲にして安定を取るとの考えでよろしいでしょうか?

以上、御忙しいところ申し訳ありませんが、よろしく御願い致します。

[T.Nakajima]

日本ナショナルインスツルメンツの中嶋と申します。

さて，JerkでS字カーブを設定する場合，加速・減速時間は従来通り設定することが可能です。ここで，加減速開始・終了時のカーブの曲がり具合を設定するパラメータがJerkとなります。

具体的なイメージは，以下のリンクの画像をご覧下さい。

http://zone.ni.com/devzone/devzoneweb.nsf/opendoc?openagent&F6CB25630D7BC181862568100078ED65&cat=629...

従いまして，例えば2.5msで加速する場合には基本的に加速時間に加え，Jerkで設定した分だけ若干加速時間がのびます。

ただし，Motion AssistantでStraight Line Moveを選択し，Jerkの値を変える際極端に小さい値を入れると加減速時間に影響が出ますので，プロットを見ながらご確認下さい。

S字カーブは元々搬送機器で使用するために開発された概念ですが，計算負荷が高いために通常は使用されないという経緯がありました。用途によりますが，サポートされている限りはご使用頂いて構いません。移動時間については最高速度の制限を高くすればカバーできますが，ドライブ系の速度限界付近で使用する場合は速度に影響が現れます。また，直線的な加減速が要求される場合にも使用できないことになります。

以上，よろしくお願い申し上げます。

[T.Nakajima]

このメッセージは　09-15-2005 06:48 PMに T.Nakajima が編集しています。

[matui]

中島様

御返事ありがとうございます。
使用するモータを考慮し、S字カーブと台形を使い分けて
制御を行ってみたいと思います。

ありがとうございました。