ロータリーエンコーダーのノイズ対策について

質問

ＤＣサーボモーターに１回転２００００パルスのロータリーエンコーダーを
取り付けてあります。ＰＷＭ制御で回しています。
速度制御はこのロータリーエンコーダーで行っています。
速度制御にしてはこのロータリーエンコーダーの分解能は異常かと思いますが
なにぶんにも客先の仕様なのでつっこまないで下さい。
エンコーダーのパルスにはモータのジッターもあります。
このエンコーダーで位置制御も行おうとしています。
分解能が高いのでチャタリングのような現象がでます。
エンコーダーからのパルスのＡＢ相の最短周期は１μＳＥＣで、最長は
直流までになります。静止状態でもサーボによりチャタリングのような
状態になります。
このような範囲でチャタリングのようなものを取る方法はあるのでしょうか。
宜しくお願い致します。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

現在の国内の産業界ではＤＣブラシ付きサーボモータは絶滅危惧種です
辛うじて山洋電機に生き残ってはいますが
http://www.e-mechatronics.com/mc/index.html
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/servo/index.html
http://www.fujielectric.co.jp/fcs/jpn/f/f_pro_q.html
http://www.sanyodenki.co.jp/product/newservo/indexse.html
５０Ｗ以下の小型や３０ｋｗ以上の大型は該当しませんけれど

２０，０００パルスは必ずしも過剰品質なのではなくて
単に最近の主流だというだけの話
例えば最近主流のパソコンはWord/Excelしか使わなくても2GHzとか
１，０００パルスエンコーダ付きサーボは返って高価になる場合も

問題の２０，０００パルスエンコーダのカウントミスについてですが
１　サーボアンプ自体を自社で製作しているのでしょうか？
２　サーボアンプはアナログ駆動でしょうか？
　　その場合の位置決め装置はどのようにしてるのでしょうか？

現在の主流は位置決め装置からはサーボアンプへパルス列で指令を出して
位置決め装置ではエンコーダパルスはカウントしません
エンコーダフィードバックはサーボアンプとモータの間のみに存在します

昔のシステムでは位置決め装置から速度指令をアナログで出力して
エンコーダフィードバックをカウントするシステムはかつては存在しましたが
現在ではほとんど存在しません

精密駆動する場合は位置決め装置でフィードバックカウントしたほうが
良いとの説も存在しますが、多くの場合は単なる迷信に過ぎません
何故なら、ただ単に偏差カウンタが位置決め装置内にあるか
サーボアンプ内に有るかの違いでしかないからです

主題のエンコーダノイズの問題ですが、上記の新システムにおいては
サーボアンプとモータは、メーカでセットされた装置なのでそれらの問題は
発生しません、（メーカ側でノイズ対策されてる）

因みにエンコーダインターフェースは何でしょう？
ＲＳ４２２ラインドライバとは思いますが？
２０ｋＰＬＳはオープンコレクタではほとんど不可能になります

エンコーダのチャタリングですが
通常、エンコーダのカウントモードには１逓倍、２逓倍、４逓倍
と有るのはご存知と思います
１逓倍でカウントすると正転と逆転を繰り返すとカウントミスは避けられません
一旦、４逓倍でカウントしてそらから１／４にするとカウントミスは発生しません
これはノイズの問題ではなくて、９０度位相差パルスの宿命です

ノイズ対策については所謂フェライトコアが有功です
http://www.tdk.co.jp/tjfx01/emc.htm#ANAME10
ケーブルコード用 ホルダー付きワンタッチ取付 スリーブコア型
ZCAT-E PDF:104KB
ZCAT　 PDF:182KB

http://www.nec-tokin.com/product/dl_func.html#emc
EMIコア

お礼

分解の件、仕様の読み違いで1逓倍で使用するのが正しいようでした。
1逓倍に回路を書き直したらエラーが出なくなりました。
ありがとうございました。

補足

ありがとうございます。
サーボアンプは客先の製品で仕様は出してもらえません。
回路図のみあり、速度制御用にAB相パルスと位置制御用にスケール信号として
SINとCOSを入力します。
これらの信号はひとつのASICに入力され、ここからPWMとしてモーター駆動用の
Hブリッジに入力されます。
ですから、内部はアナログともデジタルともわかりません。
セットとしては実際の製品で動作しているものです。
エンコーダーのパルスはRS-422のインターフェースです。
位置制御用としてスケールからのSINとCOS信号を通常使う仕様ですが、今回、
速度制御用のAB相パルスから位置制御用のSIN、COSを作る事になりました。
AB相は4逓倍で使っています。ABが00、10、11、01の状態間を遷移したら
1カウントします。分解能の問題で1/4にするのはむずかしいです。

回答No.2

noname#230359

私が今採用している機種はＡＣですがデフォルトでエンコーダー出力１３１０７２パルスです、
２００００パルス位は問題ないと思います。

さて停止中でもチャタリングの用とは、停止サーボロック中に
モーター軸が震えているような感じでしょうか？
フィードバックゲインが大きすぎるように思います。

お礼

結局、チャタリングのように見えたのはジッターでした。
ありがとうございました。

補足

ありがとうございます。
停止中というのはサーボがかかってない状態でエンコーダーの
位置が微妙な位置にある時と思われます。
位置決めの途中でノイズによるエラーが出て止まってしまいます。
これはエラーコードとしてノイズによるものだと出るものです。

たとえばチャタリングのようなノイズで、エンコーダーの最高速度に
フィルターの遮断周波数を設定すると、位置決め時の速度で同じような
ノイズが出た場合に取り切れません。
モーターの速度に応じて遮断周波数が追従する必要があります。