[Zuse 0]

Пытаюсь сделать на МК 1986ВЕ92 (близок к STM32F103) устройство, которое бы подавляло вибрацию корпуса механического прибора. Структурная схема такая:

 

Каждые 5 мкс АЦП непрерывно производит АЦ-преобразования, получаются массивы по 1024 отсчета, которые через DMA в режиме пинг-понг пересылаются в ОЗУ, затем фильтруются цифровым ФНЧ, делается БПФ по 256 отсчетам (используются каждый четвертый отсчет из 1024). Далее методами интерполяции, определяется амплитуда, частота и фаза спектрального пика, рассчитывается массив из 1024 значений сдвинутого по фазе на 180 градусов выходного синуса, который через DMA в режиме пинг-понг скармливается ЦАП. Массивы А и Б чередуются: в одном цикле обрабатываются данные из входного массива А и подготавливаются данные для выходного массива А, а в ЦАП выдаются данные из массива Б. В следующем цикле А и Б меняются местами.  

Увеличивая с нуля вручную амплитуду выходного синуса можно добиться уменьшения размаха входного сигнала где-то на 30%, после чего дальнейшее увеличение выходного синуса приводит к раскачке амплитуды входного сигнала. Раскачка, насколько понимаю, возникает из-за 5 мс (5 мкс*1024) задержки между началами окон входных и выходных данных. По мере нарастания раскачки видно нарастание расфазировки выходных сигналов А и Б. Для борьбы с расфазировкой я пробовал делать скользящее среднее фаз, рассчитанных в последних четырех циклах, но это не помогло. 

Буду признателен за советы, что можно предпринять для борьбы с возбуждением.        

 

 

[FatRobot 8]

В вашей схеме единственный пьезосенсор оценивает комбинацию воздействия вибрации и сигнала, который эту вибрацию подавляет. Что будет делать ваш прибор, когда вибрации нет? А когда вибрация идеально скомпенсирована? Как вы различаете эти два состояния?

А DMA и БПФ - это детали реализации.

 

[r_dot 33]

1 час назад, FatRobot сказал:

Что будет делать ваш прибор, когда вибрации нет? А когда вибрация идеально скомпенсирована? Как вы различаете эти два состояния?

Вообще-то это обычная задача про ООС - Отрицательную Обратную Связь. Разжёвана до атомов. Применяется в каждом УНЧ.

 

2 часа назад, Zuse сказал:

что можно предпринять для борьбы с возбуждением.

Всё давно придумано. "Запас по фазе" надо предпринять.  Расчёт ООС (и описание применяемых терминов) есть в любом учебнике по усилительным устройствам или по ТАУ.
Входным сигналом для вашего усилителя должен быть "ноль".

Точность работы в основном будет определяться точностью оцифровки. Имеющегося в 1986ВЕ92 12-битного АЦП и ЦАПа с таким же разрешением должно хватить, чтобы иметь подавление навскидку где-то децибел 50-70.

Вибрация корпуса учитывается не выше диапазона звуковых частот, так что можно будет увеличить период опроса АЦП, чтобы рассчёт сигнала ошибки (довольно простой) укладывался в период опроса АЦП, на каждом отсчёте. А DMA, фильтры, а тем более БПФ и интерполяцию - выкинуть.

Естественно, это очень частное мнение, которое можно целиком и полностью игнорировать. Может быть, даже не читая.

[Patifon_Kakao 1]

Вы не пробовали пойти классическим путем: сделать модель вашей системы и на ее основе синтезировать регулятор, затем посмотреть результаты и только потом заниматься имплементацией?

Edited February 20 by Patifon_Kakao

[thermit 5]

5 часов назад, r_dot сказал:

Вообще-то это обычная задача про ООС - Отрицательную Обратную Связь. Разжёвана до атомов. Применяется в каждом УНЧ

Положительная. В смысле обратная связь. А человеку нужно немножко соответствующего образования.

[petrov 19]

В книжке

Уидроу, Стирнз - Адаптивная обработка сигналов

описывается как такие задачи решать.

[gridinp 11]

9 часов назад, petrov сказал:

В книжке

Уидроу, Стирнз - Адаптивная обработка сигналов

описывается как такие задачи решать.

да описано, но надо иметь в виду что это хорошо работает для случаев, когда внешнее воздействие меняется медленно 
и адаптивный фильтр с низким КУ делает тысячи итерации для подстройки

в общем виде это задача не решаемая потому, что подавление должно опережать причину

[stells 18]

44 минуты назад, gridinp сказал:

в общем виде это задача не решаемая потому, что подавление должно опережать причину

В общем виде решаемая, если сигнал снимать с устройства, вызывающего вибрацию. Сейчас, говорят, авто научились читать дорожное покрытие и регулировать подвеску соответствующего колеса для обеспечения плавности хода, авто "летит" над дорогой ))

Edited February 21 by stells

[r_dot 33]

14 часов назад, thermit сказал:

Положительная. В смысле обратная связь.

Отрицательная.

[HardEgor 164]

В 20.02.2026 в 20:39, Zuse сказал:

Буду признателен за советы, что можно предпринять для борьбы с возбуждением. 

Интересно, а всё это как-то обмерялось изначально, т.е. сами датчики и  излучатели? Потом на основе полученных данных построить какую-то модель, попробовать, получить как-то теоретически результат?

[Zuse 0]

On 2/20/2026 at 6:50 PM, Patifon_Kakao said:

Вы не пробовали пойти классическим путем: сделать модель вашей системы и на ее основе синтезировать регулятор, затем посмотреть результаты и только потом заниматься имплементацией?

 

On 2/21/2026 at 11:01 PM, HardEgor said:

Интересно, а всё это как-то обмерялось изначально, т.е. сами датчики и  излучатели? Потом на основе полученных данных построить какую-то модель, попробовать, получить как-то теоретически результат?

Никак не обмерялось, никаких моделей не строили... Теперь уж, видимо, придется

On 2/20/2026 at 6:36 PM, r_dot said:

Входным сигналом для вашего усилителя должен быть "ноль".

Точность работы в основном будет определяться точностью оцифровки. Имеющегося в 1986ВЕ92 12-битного АЦП и ЦАПа с таким же разрешением должно хватить, чтобы иметь подавление навскидку где-то децибел 50-70.

Вибрация корпуса учитывается не выше диапазона звуковых частот, так что можно будет увеличить период опроса АЦП, чтобы рассчёт сигнала ошибки (довольно простой) укладывался в период опроса АЦП, на каждом отсчёте. А DMA, фильтры, а тем более БПФ и интерполяцию - выкинуть.

Естественно, это очень частное мнение, которое можно целиком и полностью игнорировать. Может быть, даже не читая.

Вы, если правильно вас понимаю, усилитель ошибки в цифре предлагаете реализовать... Тогда и МК можно выбросить и сделать усилитель на ОУ

[r_dot 33]

48 минут назад, Zuse сказал:

МК можно выбросить

Легко. Задача-то - чисто аналоговая.

Но можно конечно и на суперкомпьютере реализовать.

[HardEgor 164]

3 часа назад, Zuse сказал:

Никак не обмерялось, никаких моделей не строили... Теперь уж, видимо, придется

Все эти ультразвуковые датчики/излучатели суть резонансные системы, поэтому обязательно надо найти все собственные резонансы.

Так-то вы правильно построили адаптивную систему, просто немного не доработали) Это вы еще только на макете пытаете, а у реальных приборов еще много собственных резонансов, вот там и начнутся настоящие проблемы.

[HardEgor 164]

В 24.02.2026 в 19:27, Zuse сказал:

Никак не обмерялось, никаких моделей не строили... Теперь уж, видимо, придется

Вот книжечка по теме попалась, Карамышкин В.В. - Динамическое гашение колебаний(1988) , на либген есть

Еще более фундаментальный труд: Фролов К.В. (ред.) - Вибрации в технике_ справочник. Защита от вибрации и ударов Том 6 (1981)

[Zuse 0]

On 3/4/2026 at 1:13 AM, HardEgor said:

Вот книжечка по теме попалась, Карамышкин В.В. - Динамическое гашение колебаний(1988) , на либген есть

Еще более фундаментальный труд: Фролов К.В. (ред.) - Вибрации в технике_ справочник. Защита от вибрации и ударов Том 6 (1981)

Спасибо!