роботы
робототехника
микроконтроллеры
Главная
Как сделать робота
Новости
Спорт
Статьи
Wiki
Форум
Downloads
Ссылки
Контакты  


 Страниц (1): [1]   

> Описание: ШД, резонанс, модель
sergeyk
Отправлено: 26 Мая, 2013 - 10:53:00
Post Id


Рядовой


Сообщений всего: 18
Дата рег-ции: Март 2013  





Здраствуйте.
// по сути, тема является некоторым продолжением от http://myrobot.ru/forum/topic.ph...=7&topic=361

Уже давно как я провел моделирование работы шагового двигателя при нескольких профилях скорости.
Но вот начал я пересматривать результаты и мысли застучали как камешки в погремушке.
Есть, скажем, профиль постоянной скорости. Вот так, сразу, без разгона. Резонансную частоту импульсов и соответствующий минимальный коэффициент счета c_0min (по аппноту AVR466) я вычислил. Постоянная скорость реализуется постоянным коэффициентом счета c_0. Возьмем сначала c_0 < c_0min (двигатель будет в резонансе). А потом, возьмем c_0 > c_0min (резонанс как ветром сдуло!). c_0 я увеличил изменением угла шага (был микрошаг 1:16, стал 1:8). Файлы графиков с резонансом и без резонанса я прикрепил. На них показано следующее: зеленым - положение ротора в зависимости от времени (в радианах), красным - задаваемую угловую скорость вращения (рад/с) и черным - скорость, полученную по положению ротора с дискретностью 0.05 секунды (рад/с).
Почему нет совпадения в величине скорости (даже при отсутствии резонанса) я понимаю - все-таки ШД это статичная машина.
Внимание, вопрос: в безрезонансной работе ШД наблюдается простой. С чем он может быть связан? Все это пока что делается не на физическом устройстве а на мат-модели в матлабе.

Кто что может по этому поводу сказать?

UPD1 : Да, кстати, вот еще вопрос в догонку - Есть у шагового двигателя такие две характеристики - максимальная пусковая частота и максимальная частота вращения (то есть уже после пуска). Какой из них соответствует минимальный коэффициент счета c_0min, полученный из максимального ускорения и резонансной частоты?

UPD2 : Также прикрепляю картинку уже для другой скорости вращения (без резонанса). На ней - фиолетовый - положение ротора (радианы) и желтым - мгновенная скорость ротора (рад/с). На ней тоже видны "простаивания". С чем они связаны? Может все-таки остался в резонансе?

//ссылки на рисунки -
http://forum.cxem.net/index.php?...attach_id=221916
http://forum.cxem.net/index.php?app=core&module=attach&section=attach&attach_id=221917
http://forum.cxem.net/index.php?...attach_id=221921
(да, ссылки на файлы из такой же темы на другом форуме, там уже неделю молчат)

Можно и переформулировать вопрос - Я могу рассчитать резонансную частоту по Кенио. Могу также расчитать максимальное ускорение (по резонансной частоту) и соответствующий минимальны коэффициент счета (по AVR466). Теперь вопрос. Полученный минимальный коэффициент счета является минимальным как и для постоянной скорости? Везде описано как получить резонансную частоту для однофазного и двухфазного возбуждения. А как ее получить для микрошагового режима? Ведь в этом режиме обмотки не полностью возбуждаются и, потому, момент создаваемый ними не равен удерживающему моменту, и потому, резонансная частота должна быть меньше, соответственно, и максимальное ускорение должно быть меньше.

Спасибо за внимание.
 
 Top
Петр Киселев
Отправлено: 26 Мая, 2013 - 14:59:23
Post Id



Гуру


Сообщений всего: 2371
Дата рег-ции: Окт. 2012  





Насчет моделирования работы ШД сказать ничего не могу. Написать несколько слов про мою работу с ШД - могу. Если это будет интересно - прочтите.
Года три назад при строительстве настольных станков с ЧПУ занимался изучением и экспериментами с ШД и управлением ими от LPT. Управлял и униполярными и биполярными.
Скорость вращения изменял в пределах от 10 до 450 герц. ШД, которые я исследовал и потом применял для станков с ЧПУ, имели угол поворота от одного такта на 1,8 градуса до 3,6 градуса. ШД с бОльшим отклонением я не рассматривал, не интересовало для моих целей.
Мне больше всего подошли ШД с отклонением 3,6 градуса (100 импульсов на 1 оборот вала).
Если все это интересно, задавайте вопрсы и я продолжу.
 
 Top
sergeyk
Отправлено: 26 Мая, 2013 - 15:11:46
Post Id


Рядовой


Сообщений всего: 18
Дата рег-ции: Март 2013  





Петр Киселев пишет:
Насчет моделирования работы ШД сказать ничего не могу. Написать несколько слов про мою работу с ШД - могу. Если это будет интересно - прочтите.
Года три назад при строительстве настольных станков с ЧПУ занимался изучением и экспериментами с ШД и управлением ими от LPT. Управлял и униполярными и биполярными.
Скорость вращения изменял в пределах от 10 до 450 герц. ШД, которые я исследовал и потом применял для станков с ЧПУ, имели угол поворота от одного такта на 1,8 градуса до 3,6 градуса. ШД с бОльшим отклонением я не рассматривал, не интересовало для моих целей.
Мне больше всего подошли ШД с отклонением 3,6 градуса (100 импульсов на 1 оборот вала).
Если все это интересно, задавайте вопрсы и я продолжу.


Это мне тоже интересно. Может вы определяли каким-нибудь образом максимальную частоту вращения, максимальную пусковую частоту (я здесь говорю не о частоте вращения ротора, а о частоте поступающих импульсов). Еще интересует определение пускового и выходного моментов (на английском - pull-in curve, pull-out curve). Определение этих моментов интересует не только экспериментальное, но и их теоретическое описание (потому как с тем, что у меня есть я не сумел справиться).
 
 Top
Петр Киселев
Отправлено: 26 Мая, 2013 - 19:07:03
Post Id



Гуру


Сообщений всего: 2371
Дата рег-ции: Окт. 2012  





Я подходил к определению максимальной частоты исключительно экспериментально! У меня есть программа WinStepper, которая руссифицирована и модернизирована бывшим моим студентом Мишей Зубко. Эта программа управляет шаговыми двигателями через LPT-порт.

Со слабых ПК закрутить ШД удавалось до частоты 130 герц максимум. Только начиная с двухъядерников удалось частоту поднять до 450 Гц и более. Серьезных испытаний не проводил, это мне не надо было. 400-х Гц для нормальной скорости робота, у которого движителями были ШД с редукторами, было вполне достаточно. А с помощью программы задавались маршруты следования робота к цели.
(Добавление)
Частоту вращения определял по программе WinStepper. Ее там можно задавать с точностью до единиц. Шаги тоже. И направление вращения "право" или "лево". Ну и кое-какие еще навороты.
 
 Top
sergeyk
Отправлено: 27 Мая, 2013 - 21:32:50
Post Id


Рядовой


Сообщений всего: 18
Дата рег-ции: Март 2013  





Петр Киселев пишет:
Я подходил к определению максимальной частоты исключительно экспериментально!...
... Серьезных испытаний не проводил, это мне не надо было. 400-х Гц для нормальной скорости робота, у которого движителями были ШД с редукторами, было вполне достаточно. А с помощью программы задавались маршруты следования робота к цели.


Понял.
Задачи у нас разные Грустный
Меня все же интересует именно определение предельных возможностей. И при этом к эксперименту я собираюсь подходить только после моделирования работы двигателя.
 
 Top
sergeyk
Отправлено: 30 Мая, 2013 - 20:49:26
Post Id


Рядовой


Сообщений всего: 18
Дата рег-ции: Март 2013  





В общем, я свою беду решил B-)
Увеличил дискретность модельного времени. До этого шаг модельного времени выбирался simulink-ом автоматически, а я взял и свой вкатал (я расчет профиля делаю с дискретностью 10^(-4), потому сделал в три раза меньше шаг по времени - на переходы импульсов на +/-1 и 0). И все нормально пошло.
Такие вот дела.
 
 Top
Петр Киселев
Отправлено: 31 Мая, 2013 - 08:43:04
Post Id



Гуру


Сообщений всего: 2371
Дата рег-ции: Окт. 2012  





Хотелось бы посмотреть диаграммы твоего моделирования. Как там у тебя решается проблема шагов. Сглаживаются ли сами шаги? Желательно так подобрать скорость, чтобы по-возможности убрать "шаговость".
 
 Top
sergeyk
Отправлено: 31 Мая, 2013 - 10:09:00
Post Id


Рядовой


Сообщений всего: 18
Дата рег-ции: Март 2013  





Петр Киселев пишет:
Хотелось бы посмотреть диаграммы твоего моделирования. Как там у тебя решается проблема шагов. Сглаживаются ли сами шаги? Желательно так подобрать скорость, чтобы по-возможности убрать "шаговость".


Шаговости скорости не избежать. Но ее можно уменьшить. Если за время dt произошел один шаг (с углом шага dphi), то средняя скорость на интеравле времени dt будет dphi/dt. уменьшая dt мы сможем на тех же частотах импульсов (dt=const) достигать меньших скоростей, а потому можно будет плавнее регулировать скорость.

Мне тут статейку подсказали - В. В. Усов "Метод ускоренного контроля пусковых характерик шаговых двигателей" - для съема выходного момента от частоты. Буду ее на модели делать. Как все полностью сделаю, наверное, выложу.
 
 Top
Петр Киселев
Отправлено: 31 Мая, 2013 - 11:40:30
Post Id



Гуру


Сообщений всего: 2371
Дата рег-ции: Окт. 2012  





sergeyk, ты вначале писал, что моделировал аж 1/16 шага! Это и есть уменьшение, так называемых, ступенек. А я имел в виду сглаживание за счет инерции ротора путем увеличения скорости вращения (найти оптимальный вариант на модели, а не экспериментально, как это я делал).
 
 Top
sergeyk
Отправлено: 31 Мая, 2013 - 11:44:06
Post Id


Рядовой


Сообщений всего: 18
Дата рег-ции: Март 2013  





Ах, это!
Я пока над этим не задумывался (только краем уха слышал, что нагрузка выступает в роли низкочастотного фильтра). Но, думаю, смогу разобраться.
 
 Top
Петр Киселев
Отправлено: 31 Мая, 2013 - 13:39:52
Post Id



Гуру


Сообщений всего: 2371
Дата рег-ции: Окт. 2012  





Добавлю, что не только нагрузка, но и крутящий момент, и инерционность, и еще некоторые факторы. Желательно их все учесть. Тогда точность моделирования возрастет.
 
 Top
Страниц (1): [1]
« Обо всем »


Все гости форума могут просматривать этот раздел.
Только зарегистрированные пользователи могут создавать новые темы в этом разделе.
Только зарегистрированные пользователи могут отвечать на сообщения в этом разделе.
 





Powered by Exclusive Bulletin Board
ExBB FM 1.0 RC1 Smiles by Fool from Foolstown