<機構解析におけるステッピングモーターの動き>

# 2004年3月24日 # No.6782 # taku #
機構解析でステッピングモーターの自起動運転をモデル化する場合、
自起動運転の加速は、どのように設定しますか?非常に短い時間の現象
なので、機構解析には不向きな問題でしょうか?



# 2004年3月24日 # No.6783 # ピピ #
> 機構解析でステッピングモーターの自起動運転をモデル化する場合、
> 自起動運転の加速は、どのように設定しますか?非常に短い時間の現象
> なので、機構解析には不向きな問題でしょうか?
by takuさん

機構解析はやったこと無いのでデタラメかもしれません。

自起動って、単に電気的な指令がステップ状になっているだけの話で、
実際の機械は二次遅れ系で応答するため、瞬間的に立ち上がるなんて話は
有り得ないですよね。

で、その辺をバネとダンパで適切にモデル化出来ているのなら、入力信号は
ステップで入れてしまえば良いと思うんですが...
正確なモデルじゃないと、脱調するか否かの判断は難しそうですね。



# 2004年3月26日 # No.6788 # よし☆彡 #
> 機構解析でステッピングモーターの自起動運転をモデル化する場合、
> 自起動運転の加速は、どのように設定しますか?非常に短い時間の現象
> なので、機構解析には不向きな問題でしょうか?
by taku さん

私もよく解りませんが、パルスにより発生する力が解るのであれば、
時間平均を採れば良いような気がします。例えば回転中に電流の逆流が
起き、何か影響することもあるのでしょうか?
本当にモータのみの解析であれば、仰られるように機構解析より
有限要素法の方が精度が高いような気もしますがどうでしょう?



# 2004年3月29日 # No.6797 # taku #
回答ありがとう御座います。メーカーの資料で、2相は2パルスの間で、5相は
5パルスの間で自起動の回転速度にならないと脱調すると聞いたことがあるので
それを目安に加速度を計算してモデル化することを考えています。
メカ設計で電気のことはよくわからないので、機構解析だけで妥当なモデルが
できればと考えています。よろしくお願いします。
> > 機構解析でステッピングモーターの自起動運転をモデル化する場合、
> > 自起動運転の加速は、どのように設定しますか?非常に短い時間の現象
> > なので、機構解析には不向きな問題でしょうか?
> by taku さん
>
> 私もよく解りませんが、パルスにより発生する力が解るのであれば、
> 時間平均を採れば良いような気がします。例えば回転中に電流の逆流が
> 起き、何か影響することもあるのでしょうか?
> 本当にモータのみの解析であれば、仰られるように機構解析より
&#61656; 有限要素法の方が精度が高いような気もしますがどうでしょう?



# 2004年4月2日 # No.6802 # チャーリー #
> 回答ありがとう御座います。メーカーの資料で、2相は2パルスの間で、5相は
> 5パルスの間で自起動の回転速度にならないと脱調すると聞いたことがあるので
> それを目安に加速度を計算してモデル化することを考えています。
> メカ設計で電気のことはよくわからないので、機構解析だけで妥当なモデルが
> できればと考えています。よろしくお願いします。
by　takuさん

1パルスでの起磁力とロータの駆動慣性力、ロータステータ対極間でのダンピング

機構解析を活かしたいのであれば、上記を別ソフトで
制御モデル化しないとできない気がします。
Matlabかなんかで伝達関数をつくるといいのではないかな～

というのは、運動がパルススピードについていかない脱調と
ダンピング時の際の最下点時に
次のパルスがくると脱調しやすい乱調域も発生します。
(編集担当：いなちゅう 2004/12/21)

<機構解析の機能について>

# No.2789 # 2002年2月15日 # 16時34分(金曜日) # たっく #
機構解析ソフトのカタログでは,解析機能として,組立解析,キネマティック
解析,ダイナミックス解析,静的つりあい解析などと解析名称が記載されてお
ります.これらの機能は実際の設計において,どのような現象を解析する際に利用
(使い分ける)するのでしょうか.例えば,自動車のサスペンション装置の開発での
機構解析ソフトの利用を考えた場合の利用方法を教えて頂きたいです.
①組立解析はモデル内に拘束条件に反する個所がある場合,それを修正するた
めの解析のようですが,サスペンション装置の開発では,どうのような現象
に対して利用できるのでしょうか.
②キネマティック解析は強制運動の入力を受ける自由度0のメカニズムを解析
するようですが,これはサスペンション装置の開発ではどのような現象に対
して利用できるのでしょうか.
③ダイナミックス解析は自由度1以上のシステムを解析し,各自由度について
の位置,速度,加速度,反力,外力などを時系列で求めることができるよう
ですが,これはサスペンション装置の開発ではどのような現象に対して利用
できるのでしょうか.
④静的釣り合い解析では,外力を受けているメカニズムが静的につりあう状態
(モデル内の速度,加速度が全て0になる状態)をみつける解析のようですが,
これはサスペンション装置のどのような現象に対して利用できるのでしょうか.
以上,どうぞ機構解析ソフトを利用されている方に教えて頂ければ幸いです.



# No.2791 # 2002年2月15日 # 17時18分(金曜日) # よし☆彡 #
>どうぞ機構解析ソフトを利用されている方に教えて頂ければ幸いです.
>by　たっく さん

こんにちわ。
まず、④静的釣り合い解析でサスペンション装置の初期状態(路面と車体のつりあい)を
求め、次にその状態から③ダイナミックス解析で運動を求めます。②キネマティック解析
とはそれら総称で、対象が製造工程だと①組立解析というのだと思いますよ。



# No.2794 # 2002年2月16日 # 09時23分(土曜日) # imada #

> 自動車のサスペンション装置の開発での
> 機構解析ソフトの利用を考えた場合の利用方法を教えて頂きたいです.
> ①組立解析はモデル内に拘束条件に反する個所がある場合,それを修正するた
> めの解析のようですが,サスペンション装置の開発では,どうのような現象
> に対して利用できるのでしょうか.
> ②キネマティック解析は強制運動の入力を受ける自由度0のメカニズムを解析
> するようですが,これはサスペンション装置の開発ではどのような現象に対
> して利用できるのでしょうか.
> ③ダイナミックス解析は自由度1以上のシステムを解析し,各自由度について
> の位置,速度,加速度,反力,外力などを時系列で求めることができるよう
> ですが,これはサスペンション装置の開発ではどのような現象に対して利用
> できるのでしょうか.
> ④静的釣り合い解析では,外力を受けているメカニズムが静的につりあう状態
> (モデル内の速度,加速度が全て0になる状態)をみつける解析のようですが,
> これはサスペンション装置のどのような現象に対して利用できるのでしょうか.
> 以上,どうぞ機構解析ソフトを利用されている方に教えて頂ければ幸いです.

by たっく さん。

私はサスペンション設計のエキスパートではないのですが、いくつかの設計
プロジェクトに関与したことがあるため、経験の範囲でコメントします。

基本的によし☆彡 さんのコメントで正しいと思いますが、付け加えると、

(1)組み立て解析
機構解析では各メンバーの点同士の自由度を結合します。
ここに指定する自由度で動きが決まるわけです。
この時、位置関係の整合性をチェックするのが組み立て解析といえます。
各コンポーネントの寸法が正しくないと組みつけられなかったりしますが、
そういったことをチェックします。

(2)キネマティック解析
サスペンションでは、設計によってその特性が変わってきます。これを示す
指標として、キャンバー、トゥ、トレッドなどがありますが、サスペンション
がストロークしたときに、これらがどう変化するかをグラフに書かせて特性を
チェックすることが一般的です。このチェックは後述の運動解析までする必要
はなく、強制変位で動かし、目的のパラメータ値を取得すればいいわけです。
干渉チェックもこの範疇です。

(3)ダイナミック解析
例えば、走行時のサスペンション挙動をシミュレートしたかったら、実際の
条件に合わせてモデル上で走行させてみると一番都合が良いわけですが、
実際には条件が難しく、なかなか実車とは合いません。
ダイナミック解析までたどり着くことは理想ですが、膨大な実験データと
解析ノウハウを必要とします。

(4)静的つりあい解析
走行時に車輪から荷重が負荷されたときに、各メンバー(結合点)にどの
ような力が発生するかを調べたりします。
この反力値をFEMに持っていって応力解析に使用したりもします。
よし☆彡さんが指摘されたように、ダイナミック解析の初期条件を
作るために1G付加時の状態を求めるために使ったりもします。

以上、思い出した範囲で書いてみました。現役の人の意見があるといいの
でしょうがノウハウに絡む部分もあるので発言しにくいでしょうね。



# No.2801 # 2002年2月18日 # 20時12分(月曜日) # たっく #
よし☆彡さん、imadaさん大変貴重な御回答ありがとうございます。
感謝致します。
例えばサスペンション装置を最適化設計するといった場合は,
メンバ間の干渉チェックを組立解析にて確認し、車が停止状態の
サスペンションの挙動をキネマティック解析にて確認し、各メンバが
負担する力を静的つり合い解析にて求めて、各メンバの構造解析の
荷重条件として利用し各メンバの形状を最適化する.
また、走行時にタイヤが物に乗り上げた場合などに各メンバが負担
する力をダイナミック解析にて求めて、構造解析での荷重条件
として与えてメンバの形状最適化に利用する。
このような感じで機構解析ソフトの機能を利用するのですかね。
(編集担当：いなちゅう 2002/04/01)

<機構解析の話題>

#2000年6月8日#YF#

余談ですが、機構解析も伸びると思いWorkingModelを使って勉強していますが、
社内に機構を生かした製品が少ないため需要が少なく苦笑しています。



#2000年6月9日#DMS#

実は私もWorkingModelを勉強中です。MatlabとActiveXオートメーションで繋げて
フィードバック制御を表現できるらしいのですが、制御と運動力学の勉強から
始めてやっと土俵に上がれるので、いつマスターできるか分りません(^_^;

機構解析の話題が少ないようですが、どなたか話題を提供して頂けないでしょうか?



#2000年6月12日#モLD#

>(DMSさん、ハッピーさん)機構解析
私も興味があります。部品構造解析の移動境界条件、振動条件
などに利用していますが、大変形問題は結構苦戦し難しいですね。
どちらかというと、ハイレンジ3DCADのモックアップツール
と併用すると設計者も入りやすい便利なツールに思います。



#2000年6月13日#ハッピー#

半年ほど前になりますが、ABAQUSで強引に600程のジョイントがある
リンク機構の解析をしました。回転軸がバラバラなので、そこらじゅう局所
座標系で苦労しましたが、アニメ表示にすると鶴の恩返しのはた織り機(?)の
ようにギッコンバッタンで感激。



#2000年6月15日#モLD#

ABAQUSでの機構解析、見てみたいです。
私(未熟者)にはどうも間違えそうで、私にはとても真似できそうにない。



#2000年6月16日#ハッピー#

ローラーベアリング、球面軸受け、ガイドローラ、トーションビーム、
ダブルリンク、プッシュ・プル・ロッドなどなどで構成され、軸受け部の
回転摩擦やローラーのギャップを盛り込んでいます。トーションビームを
駆動して、リンクを介して200個ほどのアクチュエーターを回転させる
ものです。
(編集担当：いなちゅう 2001/12/23)