[amaora 20]

В контуре тока эта пульсация будет если отключить ОС по таходатчику?

Отключенный двигатель имеет пульсацию момента (cogging torque)?

Управление как осуществляется, несколько фиксированных положений вектора тока статора или он вращается?

[AlexandrY 3]

На роторе используется 4-полюсный постоянный магнит, на статоре две пары катушек и два датчика Холла для управления ими, на катушках статора частота 24 Гц.

Ого, 2-х фазный BLDC. Первый раз вижу.

 

Начать надо со съема напряжения обратной ЭДС.

Покрутите дрелью мотор и запишите осциллограмму. Скорее всего там будет нечто несинусоидальное.

Значит управление должно быть нелинейным.

 

Потом выкинтье те датчики холла и поставьте нормальный абсолютный энкодер.

Например магнитный. TLE5012 - класная штука.

 

Потом выкиньте всю схему от VB1 до VT5, VT6 и поставьте туда два полных моста с ШИМ управлением.

ATmega не потянет, возьмите ARM Cortex-M4. Могу рекомендовать серию Kinetis от NXP.

И просто от энкодера рулите 2-я ШИМ мостами согласно форме записанной ЭДС.

 

В литературе отдельно такой случай с мотором не рассматривают поскольку все вырождается в управление траекторным движением.

[vitaly_n 0]

Ого, 2-х фазный BLDC. Первый раз вижу.

В вентиляторе кулера на процессоре такой же 2-х фазный BLDC стоит.

 

Вот плата с катушками статора, датчиками Холла и всей остальной электроникой.

 

Вот ротор

 

Вот привод в сборе

[khach 33]

Есть вопрос- тормоз-натяжитель подающего узла электронный (мотор в противотяге) или обычный механический? Потому что даже с энкодерами и современными процессорами управления моторами обеспечить работу двух двигателей в синхронной паре когда один создает момент торможения для ленты- нетривиальная задача. Особенно начальный момент когда выбирается слабина ленты после пуска лентотяги.

Колебания в системе как раз могут возникать из-за механического растяжения- сжатия ленты, например смена ленты на другую толщину подложки может снять проблему. Т.е лентотяга на советскую толстую ленту не переваривала западную тонкую.

[Herz 4]

Вы бы схему обрезали, чтобы влезла.

+1!

Вот привод в сборе

И на что любоваться в этой огромной картинке? На количество потенциометров? Для чего она?

Есть вопрос- тормоз-натяжитель подающего узла электронный (мотор в противотяге) или обычный механический?

Судя по тому, что привод трёх-двигательный, логично предположить первое.

[vitaly_n 0]

Есть вопрос- тормоз-натяжитель подающего узла электронный (мотор в противотяге) или обычный механический?

 

В режиме воспроизведения подающий узел подтормаживается механически, двигатель перемотки назад неактивен.

[prig 0]

...

Есть ещё одна гипотеза - это просто частота автоколебаний в контуре регулирования, а то, что оно оказалось кратно частоте вращения вала двигателя - ну так случайно совпало.

...

 

Если действительно что-то из этой серии, то навряд ли случайно.

Как вариант, могут появляться проблемы на частотах, кратных полу-частоте регулирования. С ними регулятор может сильно чудить.

Попробуйте настроить ПИД-регулятор, подавая на него усреднение последних двух измерений. Если "колебания" исчезнут, значит оно неслучайное и было.

 

Смысл этих действий в том, что такой хреновый фильтр проваливает сигнал в "0" на полу-частоте и кратных частотах при минимально возможной задержке.

Сам регулятор станет несколько хуже, но результат может улучшится.

[khach 33]

Я в упор тут никакого ПИД не вижу на схеме. Регулировка привода тонвала идет через управление током возбуждения датчиков холла. Т.к датчики холла имеют линейную характеристику относительно возбуждения, то меняется ток обмоток привода. Т.е регулирока идет по моменту, а сам двигатель это автоколебательнв электромеханическая система жестко сфазированная позицией датчиков холла относительно полюсов ротора.

Приводы подмоточных узлов- просто линейные усилители с заданным коэффициентом передачи, т.е постоянным моментом. Конечно надо отбалансировать обе половинки каждого привода.

Схема стабилизации оборотов это какой-то хитрый ШИМ. Если можно- осциллограммы крупным планом в тех точках что на схеме показаны снять, желательно при различных нагрузках на лентотягу.

А если не стоит задача настройки готового узла- то я бы векторый привод на том же STM32 собрал. Вот только готового примера для двухфазных синхронных моторов нет, прийдется все преобразования кларка-парка переписывать.

[Alecsej 0]

Я в упор тут никакого ПИД не вижу на схеме

Тем не менее он есть. Не ПИД, а П регулятор. На DA1.2. Дискретный. VT9 схема выборки хранения. Остальное усилитель тока и формирователь фаз.

Схема стабилизации оборотов это какой-то хитрый ШИМ.

ШИМ в этой схеме нет. По сути это есть векторный привод. Датчики Холла похоже линейные и формируют вектор момента. Линейный усилитель, напрямую управляет моментом.

ПИД в целом может улучшить стабилизацию, но в случае грамотной реализации. Поскольку требуется вычисление дискретной производной и интеграла при плавающей частоте дискретизации. Более эффективным видится,как было сказано выше, подход комбинирующий

управление траекторным движением

и несложный пропорциональный регулятор.

В целях упрощения отладки, достаточно сохранять вход и выход регулятора

 

Данная конструкция хороша тем, что на номинальной частоте вращения 6 Гц не создает помех в аудиотракте.

[vitaly_n 0]

Я в упор тут никакого ПИД не вижу на схеме.

Вполне естественно - потому что это родная схема. А что сделал я - описано сразу под схемой. Повторяю:

Я выбросил всё от коллектора VT1 до базы VT10 - между ними стоит мой регулятор.

Таймер 0 (8-битный) у меня используется как PWM для формирования выходного напряжения. Выход с него, отфильтрованный через ФНЧ с частотой 1 кГц, подаётся на базу VT10.

Таймер 1 (16 битный) используется для измерения периода и сдвига фаз двух внешних сигналов.

Сигнал опорной частоты 800 Гц я завёл на INT0. По прерыванию с него считываю счётчик таймера 1 (16-битного). Тут соображение такое, что пусть я программно его не очень точно захватываю, зато я знаю, что он регулярный, могу усреднить и подкорректировать.

Сигнал с таходатчика (коллектор VT1) завёл на ICP. Тут всё железно - по сигналу счётчик захватывается в ICR, оттуда в обработчике прерывания спокойно вычитываю и обрабатываю.

[vitaly_n 0]

Взял датчик Холла из флопповода и посмотрел им на магнит ротора. Имеется 8 полюсов - 4 S и 4 N, приблизительно равномерно расположенных и приблизительно одинаково намагниченных.

 

Взял программу SimInTech, задал в ней свою систему и добавил округление до целого (регистр ШИМ 8-битный). Если без округления переходный процесс довольно быстро устаканивался, то с округлением до целого процесс не устаканивается, а на нём образуется "пила" малой амплитуды. Т.е. мой цифровой ПИД-регулятор привносит грубость в управление, что приводит к возникновению автоколебаний ещё и по этой причине.

[Alecsej 0]

Таймер 0 (8-битный) у меня используется как PWM для формирования выходного напряжения. Выход с него, отфильтрованный через ФНЧ с частотой 1 кГц, подаётся на базу VT10.

Таймер 1 (16 битный) используется для измерения периода и сдвига фаз двух внешних сигналов.

Сигнал опорной частоты 800 Гц я завёл на INT0. По прерыванию с него считываю счётчик таймера 1 (16-битного). Тут соображение такое, что пусть я программно его не очень точно захватываю, зато я знаю, что он регулярный, могу усреднить и подкорректировать.

Ок. На Таймер1 можно делать точный захват длительности и генерировать прерывание 800Гц. Комбинируя Таймер0 и Таймер2 внешней логикой можно сгенерить более чем 8-ми битный ШИМ.

Или ЦАП уже прикрутить самый доступный. Или даже собрать его, благо ног свободных достаточно.

[vitaly_n 0]

Всё! Задача решена! Частота и фаза стоят, как вкопанные! Подобрал коэффициенты ПИД-регулятора, правда, сильно задрал П-компоненту, в результате управляющий сигнал на двигатель сильно скачет, но зато вал крутится очень равномерно и стабильно. Даже при старте воспроизведения с кассетой уползание фазы пренебрежимо мало. Потом как-нибудь аккуратно померю девиацию - доложу. А пока результат меня абсолютно устраивает.

 

https://youtu.be/6T1rNlHNHKU

Изменено 3 февраля, 2017 пользователем Vitaly_N