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Settling Time
整定時間(セトリングタイム)
整定時間(セトリングタイム)とは、ロボットやサーボ制御において目標位置や目標値に到達した後、振動や誤差が収まり、安定状態に入るまでにかかる時間を示す指標です。
制御系では、目標値に到達した直後にオーバーシュートや振動(ハンチング)が発生することがあり、その揺れが許容範囲内に収まるまでの時間を整定時間と呼びます。
整定時間が短いほど応答性が高く、サイクルタイムの短縮や高精度な位置決めが可能になります。ロボット、サーボモーター、工作機械、精密位置決め装置などの性能評価で重要な指標です。
通常は ms(ミリ秒)または 秒(s)で表されます。
■整定時間のイメージ
目標値 ─────────●
応答
/\__
/ \_
---- ----
揺れが収まるまでの時間 = 整定時間
■整定時間の定義(一般的)
多くの場合
誤差が ±数%以内に入ってその状態を維持するまでの時間
で定義されます。
<例>
±2%以内に収まるまで
■オーバーシュートとの関係
◆項目 | ◆内容 |
オーバーシュート | 行き過ぎ量 |
整定時間 | 落ち着く時間 |
減衰特性 | 揺れの収まり |
制御周期 | 応答速度 |
整定時間は振動の収束速度。
■整定時間が重要な理由
◆理由 | ◆内容 |
サイクルタイム短縮 | 停止待ち減 |
高精度位置決め | 安定必要 |
振動抑制 | 品質 |
高速搬送 | 応答 |
安全制御 | 安定 |
高速装置ほど重要。
■整定時間に影響する要素
◆要素 | ◆内容 |
減衰特性 | 大きいほど短い |
剛性 | 高いほど短い |
慣性モーメント | 大きいほど長い |
制御ゲイン | 調整 |
サンプリング | 応答 |
負荷重量 | 長くなる |
制御と機械両方で決まる。
■整定時間が長いと起こる問題
◆問題 | ◆内容 |
タクト増加 | 生産性低下 |
振動残り | 精度低下 |
停止遅れ | 安定しない |
ハンチング | 制御不安定 |
共振 | 発生 |
高速ラインで問題。
■制御応答の種類
過減衰 → 遅いが安定 適正 → 最速安定 不足減衰 → オーバーシュート大
整定時間は適正が最短。
■ロボット制御での流れ
指令 ↓ 移動 ↓ 停止 ↓ 振動 ↓ 安定 ← 整定時間
この時間が短いほど高性能。
■関連用語
◆用語 | ◆内容 |
オーバーシュート | 行き過ぎ |
減衰特性 | 収束 |
制御周期 | 更新 |
固有振動数 | 共振 |
動剛性 | 安定 |
■まとめ
整定時間とは、目標位置に到達した後に振動や誤差が収まり、安定状態になるまでの時間です。
応答性やサイクルタイムに影響するため、ロボットやサーボ制御で重要な性能指標となります。
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