ロボットのDCモーターが故障し始めているかどうかを検出するにはどうすればよいですか？

ロボットのDCモーター、たとえばドライブに使用されているDCモーターが故障している可能性があることを示す、信頼できる早期警告の兆候となる可能性のある特性はどれですか。手動検査ではなくセンサーの観点で対処する回答を探しています。そのため、発生する前に潜在的な障害を警告する回路を構築できます。

電流の増加や回転速度/電圧の低下など、いくつかのアイデアがありますが、合理的な摩耗や裂け目、または厳しい地形で苦労しているロボットによって引き起こされる誤った警告から保護したいです。

明らかに、そのようなシステムは絶対確実ではありませんが、私が注目できる点はありますか？

制御システムの観点から見なければならない重要なことが2つあります。最初は適用されるトルクの二乗平均平方根であり、2番目は動きに関する次の誤差です。

二乗平均（RMS）トルク

モーターは時間の経過とともに劣化するため、同じ加速度に対してより多くのトルクを適用する必要があるため、新しい低損失モーター用にPIDループを調整した場合、経年劣化して損失が増加すると、モーターはずれてドリフトします。ある時点で、モーターが十分に摩耗し、PIDパラメーターを調整して必要なパフォーマンスを得ることができなくなります。これが発生する前に、モーションコントローラーで既にトルク制限のトリップを開始している可能性があります（たとえば、指定されたミリ秒数を超えて100％のトルクを許可できない場合があります）。

ただし、トルクを見るだけの問題は、追跡するのが難しい場合があることです。特に積極的に調整されたPIDコントローラーでは、多くの状況で短時間100％のトルクが発生する可能性があるため、最大値を確認しても何もわかりません。

絶えず変化しているため、監視の設定は簡単すぎたり（偽陰性になったり）、厳しすぎたり（偽陽性になったりする）場合があります。これがおそらく、長期間にわたって監視し、傾向を調べるトルクのRMSに近いものが必要な理由です。

温度制御された環境では、モーター温度（user65が示唆している）は、長い時定数でのRMS電力使用量のかなり良い近似値です。周囲温度が制御されていない場合、絶対温度が異なると、モーターの摩耗の周囲トリガーよりも高い温度に対して異なるしきい値が必要になる可能性があるため、これはより困難です。

次のエラー

故障したモーターを探す別のツールは、移動中の最大追従エラーです。これは、モーターが存在するはずの場所と、移動中の実際の位置との間の最大差です。これは、動き全体に対する単一の値であり、多くのモーションコントローラーが独自の使用のために追跡するものです。実際、多くの場合、最大追従誤差とそれを超える場合の誤差にはソフト制限があります。

繰り返しになりますが、最大フォローエラーのトリッピングは、PIDループを再調整する必要があることを示すだけですが、PIDを再調整する必要がある頻度と、目的のパフォーマンスを達成するのが難しいことは、いつ判断するのに役立つツールですモーターは寿命に近づいています。

温度は測定するのが非常に簡単な数値であり、弱体化モーターがより強く駆動されるため、他のすべての要因の優れた集合体です。

一般に、故障しようとしているモーターは、他のモーターよりもかなり熱くなります。