Правильное управление коллекторным двигателем постоянного тока

[Tanya 0]

1 минуту назад, dimka76 сказал:

Во столько же.

Это только если эти фронты равнодистантно распределены по углу.

[dimka76 0]

4 minutes ago, jcxz said:

Ну да - а капризность всей системы также вырастет в несколько раз. Так как скважность сигналов д.Холла (при равномерном вращении) - не обязательно меандр. А зависит от порогов переключения компараторов.

Можно еще и учесть насколько равномерно они там приклеили магниты и насколько размеры магнитов идентичны друг другу.

Я писал в расчете на общий случай.

[Tanya 0]

1 минуту назад, dimka76 сказал:

Можно еще и учесть насколько равномерно они там приклеили магниты и насколько размеры магнитов идентичны друг другу.

Я писал в расчете на общий случай.

Тут частный случай. Если бы было много магнитов, то зачем два датчика  Холла? И угол между ними как бы намекает...

[dimka76 0]

Just now, Tanya said:

Тут частный случай. Если бы было много магнитов, то зачем два датчика  Холла? И угол между ними как бы намекает...

Для квадратурности.

[Tanya 0]

7 минут назад, dimka76 сказал:

Во столько же.

Почему же?

1 минуту назад, dimka76 сказал:

Для квадратурности.

И сколько магнитов тогда?

[dimka76 0]

23 minutes ago, Tanya said:

Почему же?

Ваш вариант ?

Только аргументированный и без наездов.

23 minutes ago, Tanya said:

И сколько магнитов тогда?

Магнитов столько же. Второй датчик Холла смещен относительно первого на 90 электрических градусов. Что дает возможность детектировать направление вращения, а заодно и повышает разрешение без увеличения количества магнитов.

Предположим направление вращения детектировать не надо. Ставим один датчик и 7 магнитов. Работаем по обоим фронтам. Получаем 14 отсчетов на оборот.

Теперь хотим увеличить разрешение в два раза. Что будет выгоднее поставить еще 7 магнитов или поставить второй датчик Холла, смещенный относительно первого на 90 электрических градусов ?

А заодно, установленный таким образом, второй датчик дает информацию о направлении вращения.

 

[jcxz 0]

39 минут назад, dimka76 сказал:

Можно еще и учесть насколько равномерно они там приклеили магниты и насколько размеры магнитов идентичны друг другу.

+ ещё учесть дрейф 0 компараторов, которые преобразуют аналоговый сигнал д.Холла в цифровой. И вообще - весь дрейф 0 схемы формирования сигналов д.Холла. А то поплывёт оно всё в температуре. А температура там ох как сильно меняться будет на работающем моторе!  

Но если хочется приключений на ровном месте - то пожалуйста.  

 

Проходили уже это, знаем....

29 минут назад, dimka76 сказал:

Теперь хотим увеличить разрешение в два раза.

Если "хотим увеличить разрешение", то просто ставим другой датчик углового положения. Например: ресольвер или синус-косинусный датчик или абсолютный энкодер. И получаем увеличение не в 2 раза, а многократно больше.

[dimka76 0]

4 minutes ago, jcxz said:

+ ещё учесть дрейф 0 компараторов, которые преобразуют аналоговый сигнал д.Холла в цифровой. И вообще - весь дрейф 0 схемы формирования сигналов д.Холла. А то поплывёт оно всё в температуре. А температура там ох как сильно меняться будет на работающем моторе!  

Это все будет сказываться в любом случае, хоть по одному фронту работать, хоть по двум.

А если хочется обойтись без приключений, тогда не лепить кустарщину из магнитов, а ставить готовый оптический инкрементальный или абсолютный энкодер. Где сам производитель энкодеров уже решил все проблемы.

[Tanya 0]

44 минуты назад, dimka76 сказал:

Ваш вариант ?

 Ставим один датчик и 7 магнитов. Работаем по обоим фронтам. Получаем 14 отсчетов на оборот.

Теперь хотим увеличить разрешение в два раза. Что будет выгоднее поставить еще 7 магнитов или поставить второй датчик Холла, смещенный относительно первого на 90 электрических градусов ?

А заодно, установленный таким образом, второй датчик дает информацию о направлении вращения.

 

Посмотрите на фото. Сколько магнитов там можно приклеить? Редуктор на 1000. Люфт механики, пересчитаем.

[alxkon 0]

9 часов назад, jcxz сказал:

+ ещё учесть дрейф 0 компараторов, которые преобразуют аналоговый сигнал д.Холла в цифровой. И вообще - весь дрейф 0 схемы формирования сигналов д.Холла. А то поплывёт оно всё в температуре. А температура там ох как сильно меняться будет на работающем моторе!  

Но если хочется приключений на ровном месте - то пожалуйста.  

 

Проходили уже это, знаем....

Если "хотим увеличить разрешение", то просто ставим другой датчик углового положения. Например: ресольвер или синус-косинусный датчик или абсолютный энкодер. И получаем увеличение не в 2 раза, а многократно больше.

 

9 часов назад, dimka76 сказал:

Это все будет сказываться в любом случае, хоть по одному фронту работать, хоть по двум.

А если хочется обойтись без приключений, тогда не лепить кустарщину из магнитов, а ставить готовый оптический инкрементальный или абсолютный энкодер. Где сам производитель энкодеров уже решил все проблемы.

Или нормальный энкодер и неколхозно-китайский двигатель с другим типом механики типа зубчатой планки  или небольшой шаговый двигатель с резьбовым валом. Тогда можно бы выбросить это колесо и пружину. История банальна - один ардуинщик спелся (или спился) с механиком вместе родили устройство - устаревший 5 вольтовый процессор которого теперь днем с огнём, level-shifters к остальной 3.3в логике, китайский двигатель сомнительного исполнения. Зато дёшево.  Изваял плату и программу прямо в Arduino IDE, так он и в .ino и осталось. Попробовали работает но не так как хотелось - добавили пружину. Улучшилось. Еще один умный человек на радости заказал тучу механических частей и гору моторчиков. А по факту как минимум 20% процентов этих мотров мусор - энкодеры не работают, на шестернях заусеницы, и пр. Но дёшево.

Управление на новой плате нужно уложить в ПЛИС, она там всёравно будет.  Можно будет использовать часть этого добра и параллельно подобрать энкодер и двигатель и запилить новую механику.

[Plain 0]

Для работы, имеющихся датчиков достаточно, но для написания программы требуется измерить параметры всей механики — например, двумя парами щелевых датчиков со смещением на нужные микрометры у каждой пары.

[khach 0]

При двух микронах точности надо обязательно внешний датчик позиции ставить. Например LVDT. Ну и проблем будет много с люфтом этого редуктора при смене направления подачи. Внешняя пружинная нагрузка не спасет- она только в ходовом винте уберет люфты, а в редукторе- нет. Из за этого сервосистема становится весьма интересной- обычный ПИД не справится. Переделывать редуктор на безлюфтовые разрезные шестерни никто не будет.

На ПЛИС это точно работать не будет- точные системы позиционирования всегда аналоговые. Поэтому  STM32 вполне справится - квадратурный энкодер аппаратный, таймер с H - мостом на управление моторчиком, АЦП один канал на датчик тока мотора ( механический момент) и ЦАП и 2 канала АЦП на квадратурный датчик  LVDT. Про лазерный интерферометр в обратной связи не будем- это для субмикронной точности. Если диапазон перемещений большой ( более 5-10мм)-  то LVDT не справится. Прийдется лепить индуктосин самому, т.к купить готовые сейчас не реально. Емкостные линейки тоже можно применить, но у них рабочие частоты выше, STM32 не справится, надо будет делать внешний квадратурный фазовый детектор, что усложнит схему.

[wla 0]

1 час назад, khach сказал:

При двух микронах точности надо обязательно внешний датчик позиции ставить. Например LVDT. Ну и проблем будет много с люфтом этого редуктора при смене направления подачи. Внешняя пружинная нагрузка не спасет- она только в ходовом винте уберет люфты, а в редукторе- нет. Из за этого сервосистема становится весьма интересной- обычный ПИД не справится. Переделывать редуктор на безлюфтовые разрезные шестерни никто не будет.

На ПЛИС это точно работать не будет- точные системы позиционирования всегда аналоговые. Поэтому  STM32 вполне справится - квадратурный энкодер аппаратный, таймер с H - мостом на управление моторчиком, АЦП один канал на датчик тока мотора ( механический момент) и ЦАП и 2 канала АЦП на квадратурный датчик  LVDT. Про лазерный интерферометр в обратной связи не будем- это для субмикронной точности. Если диапазон перемещений большой ( более 5-10мм)-  то LVDT не справится. Прийдется лепить индуктосин самому, т.к купить готовые сейчас не реально. Емкостные линейки тоже можно применить, но у них рабочие частоты выше, STM32 не справится, надо будет делать внешний квадратурный фазовый детектор, что усложнит схему.

Какая точность 2 микрона? Если нулевыми точками отсчета перемещения являются "конечники"?

 

[khach 0]

13 minutes ago, wla said:

Какая точность 2 микрона? Если нулевыми точками отсчета перемещения являются "конечники"?

Вот эти
 

On 1/26/2022 at 9:57 PM, alxkon said:

Желаемая точность позиционирования 2 микрона. 

Тут только внешний датчик. И то с этим редуктором будет куча проблем. Конечники могут быть и оптические, не щелевые а сс микроскопическим объективом или например из лазерного CD pick-up переделанные- вполне микрон ловят.

 

[alxkon 0]

6 часов назад, khach сказал:

При двух микронах точности надо обязательно внешний датчик позиции ставить. Например LVDT. Ну и проблем будет много с люфтом этого редуктора при смене направления подачи. Внешняя пружинная нагрузка не спасет- она только в ходовом винте уберет люфты, а в редукторе- нет. Из за этого сервосистема становится весьма интересной- обычный ПИД не справится. Переделывать редуктор на безлюфтовые разрезные шестерни никто не будет.

На ПЛИС это точно работать не будет- точные системы позиционирования всегда аналоговые. Поэтому  STM32 вполне справится - квадратурный энкодер аппаратный, таймер с H - мостом на управление моторчиком, АЦП один канал на датчик тока мотора ( механический момент) и ЦАП и 2 канала АЦП на квадратурный датчик  LVDT. Про лазерный интерферометр в обратной связи не будем- это для субмикронной точности. Если диапазон перемещений большой ( более 5-10мм)-  то LVDT не справится. Прийдется лепить индуктосин самому, т.к купить готовые сейчас не реально. Емкостные линейки тоже можно применить, но у них рабочие частоты выше, STM32 не справится, надо будет делать внешний квадратурный фазовый детектор, что усложнит схему.

Спасибо за подсказки, изучаю LVDT и емкостные датчики.