サーボ・ニューマティクス:制御ループにおける圧縮率係数のモデリング
空気の圧縮性は、サーボ空気圧制御ループに非線形で圧力依存性のばね効果をもたらし、位相遅れを引き起こし、固有振動数を低下させ、位置依存性の動特性を生じさせる。安定した高性能制御を実現するには、専用のモデリングと補償戦略が必要となる。.
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空気の圧縮性は、サーボ空気圧制御ループに非線形で圧力依存性のばね効果をもたらし、位相遅れを引き起こし、固有振動数を低下させ、位置依存性の動特性を生じさせる。安定した高性能制御を実現するには、専用のモデリングと補償戦略が必要となる。.
空気圧シリンダのデッドバンドとは、静摩擦力により微小な入力圧力変化がゼロ出力動作を生じる非線形領域である。このデッドゾーンは通常、制御信号全体の5~15%の範囲に及び、位置決め精度に深刻な影響を及ぼす。これにより自動化システムにおいてオーバーシュート、振動、および不安定なサイクルタイムが発生する。.
チューブコンプライアンスとは、空気圧ホースやチューブが圧力変化下で生じる弾性的な伸縮を指し、これは空気圧シリンダの位置決め剛性を直接低下させる。 典型的な8mmポリウレタンチューブ10m区間では、システム剛性が40~60%低下し、負荷変動下で2~5mmの位置偏差を生じさせる。このコンプライアンス効果は、長距離配管や大容量チューブを有する空圧システムにおいて、位置決め精度を制限する主要因となる。.
デジタル空圧バルブおよびシリンダー向けのPWM制御は、高速なオン・オフ切り替え信号を用いて空気流量、圧力、シリンダー速度を極めて精密に調節します。デューティサイクル(オン時間の総サイクル時間に対する比率)を調整することで、エンジニアは可変速度制御、最大40%の省エネルギー効果、高価な比例弁を必要としない滑らかな動作プロファイルを実現できます。.
空気圧スライドにおけるオーバーシュートは、キャリッジが目標位置を超えて移動した後、安定するまでの現象である。一方、セトリングタイムは、システムが許容誤差範囲内で安定した位置に到達し維持するまでの所要時間を測定する。一般的な高速ロッドレスシリンダーシステムでは、5~15mmのオーバーシュートと50~200msのセトリングタイムが発生するが、適切な緩衝、圧力最適化、制御戦略により、これらを60~80%削減できる。.