Jump to content
    

Контроллер управления автоматическими дверями.

Здравствуйте коллеги !
Прощу помощи разобраться, что к чему...

Поручили мне разработку софта контроллера управления автоматическими дверями.
Это мой первый проект с ТАУ.

Устройство механизма следующее:
Две створки, через ролики подвешиваются на рельсу, по которой осуществляется перемещение.
Сами створки крепятся в ремню.
На одном конце устанавливается двигатель постоянного тока с редуктором, на другом натяжной ролик.
В крайних положения есть упоры.
На валу двигателя установлен квадратурный энкодер.

risunok2.thumb.png.b0889cb22da0670653716c7f38e7c6bc.png

По электроники:
Микроконтроллер по средствам ШИМ управляет Н-Мостом к которому подключен ДПТ (100Вт).
Микроконтроллер получает данные от: квадратурного энкодера(текущая скорость, и подсчет пройденного пути), АЦП датчика тока в цепи мотора и АЦП входного питающего напряжения.

Алгоритм калибровки(первый запуск):
1. Измерение длинны пути от края до края.
2. Реакция системы на ступенчатое воздействие. Из крайнего положения производится ускоренное движение до 1/3 пути.
По отклику системы по методу Циглера–Никольса программно определяются параметры ПИД регулятора скорости.

razgon.thumb.png.c66bf080835c02c874de15de1336b36e.png

По тз длинна может быть разной, масса створок тоже заранее не известна.
Параметры двигателя известны, количество шагов энкодера тоже (500 ед. на оборот).

motor_param1.png.a9ae99e4807db7ee5c31510b9e159785.png

motor_param2.thumb.png.5d1407a335dbafbf57df466845c42c36.png


Штатная работа:
Весь участок делиться на 5 частей: плавный старт, разгон, равномерное движение, 
торможение, медленное доведение до крайней точки(чтобы створка не ударялась об упор или друг об друга).

Реализация:

Что получается есть ПИД регулятор по скорости, на вход которого подаются значения уставки скорости из таблицы.
Т.е. зная текущее положение двери -> выдается значение уставки скорости.
И все бы хорошо, но есть большая задержка между тем что выдал ПИД и тем как это отрабатывает мотор.
При разгоне это не критично, а вот при подходе к крайней точке скорость оказывается слишком велика что приводит к удару.
Т.е. в текущем варианте реализации получаемая(реальная) скорость как бы соответствует теоретической скорости уставки но сдвинутой на величину задержки.
Вопрос как побороть или учесть задержку ?

На графиках:

Желтый - уставка скорости,

Синий - реальная скорость с энкодера,

Зеленый - участок пути.

rabota1.thumb.png.b65341ec6f49002d1f648cf5159eaf10.png

Резкий сброс скорости ПИД, до половины.

 

 

rabota2.thumb.png.11717f93d0212d0f677ddf7005e27b0f.png

Плавное снижение скорости: VПИД=10, Vэнкодера=55 !

 

Если на участке торможения замкнуть двигатель на землю то дверь производит резкую остановку в несколько раз быстрее чем по ПИД.
Получается торможение двигателем по ПИД не эффективно, мотор ведет себя как "ватный".
Не совсем разобрался с эффектом, но получается двигатель превращается в генератор и это не дает ему погасить скорость ? (т.к. двери толкают мотор по инерции).

Такая схема построения регулятора корректна, а то берут сомнения ?
Вопрос что нужно сделать чтобы точно приходить в конечную точку с заданной скоростью ?
Правильно ли я понимаю что необходимо переходить к подчиненному управлению, для улучшения точности регулирования ?
и добавить еще один ПИД регулятор по положению, а то что у меня сейчас реализовано (управление по положению), это получилось разомкнутое управление ?
На сколько поможет если использовать три контура (третий по току) ?
 

Share this post


Link to post
Share on other sites

2 hours ago, cpl said:


В крайних положения есть упоры.
 

Советую ещё добавить "концевики"

Share this post


Link to post
Share on other sites

Цитата

Такая схема построения регулятора корректна, а то берут сомнения ?

Корректна.

Цитата

Правильно ли я понимаю что необходимо переходить к подчиненному управлению, для улучшения точности регулирования ?

Не обязательно.

Цитата

и добавить еще один ПИД регулятор по положению,

Не надо.

Цитата

На сколько поможет если использовать три контура (третий по току) ?
 

Не поможет.

Я бы че сделал : если у вас ПИД по скорости, то временно отключить ИД и оставить только П-......далее накручивать пропорциональный коэффициент

до тех пор, пока система не зазвенит, и откатиться немного назад.Насколько изменится задержка?....не пробовали?

Если задержка уменьшилась (должна уменьшится)....то постепенно ускорять реакцию И-коэффициентом. Д-компонента может вообще не понадобиться.

Ежели это все не помогает, то может дело в кривизне кода, так как, я понял-у вас это все в цифровом виде.

И еще : если инерция дверей большая то может понадобиться узел гашения в звене постоянного тока....как в частотниках

По поводу концевиков вам тут уже заметили-без концевиков такие штуки никто не юзает.

Share this post


Link to post
Share on other sites

14 hours ago, cpl said:

И все бы хорошо, но есть большая задержка между тем что выдал ПИД и тем как это отрабатывает мотор.

14 hours ago, cpl said:

И все бы хорошо, но есть большая задержка между тем что выдал ПИД и тем как это отрабатывает мотор.

Значит плохо налажен ПИД, вот и всё.

Предыдущее сообщение удалите, кривой редактор не дает написать что-то после цитаты.

Share this post


Link to post
Share on other sites

разогнанный ДПТ с внешней инерцией просто снижением тока не затормозить. Надо чтобы энергия из механизма куда-то сливалась

Share this post


Link to post
Share on other sites

18 hours ago, Джеймс said:

Советую ещё добавить "концевики"

Да и страховку чтоб кого то не убило или коту хвост не прищемило предусмотреть....
И если вандал какой то стормознёт всю движуху и собьёт енкодеры (ремень перескочил типа)...
Или если вдруг клину словит... если бабулька кирпич под дверь положит, под режим вентиляции... 

Сколько смотрел, что там в этих самораздвижных дверях напичкано - так там два чемодана всякого. Не так всё просто. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

5 часов назад, mitya1698 сказал:

разогнанный ДПТ с внешней инерцией просто снижением тока не затормозить. Надо чтобы энергия из механизма куда-то сливалась

Здесь похоже внешняя инерция в качестве реактивной нагрузки участие не принимает, только инерция ротора. Редуктор червячного типа.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...