Форум РадиоКот

Итак встала задача управлять коллекторным мотором. На самом моторе имеется таходатчик.
Планируется привлечь для этой цели МК (мегу 8 например). Требуется как можно более точное позиционирование.
Может у кого есть коды, ну или мысли (для начала) по этому поводу?

Скупы на постановку задачи, а механику надо бы подробнее описать. Делал позиционирование в секторе. Точность установки была около 2 гр (условия ТЗ).
Применяли датчики угла с кодом Грея. Мотором управлял ШИМ.
Вот как-то так отвечу на Ваш какой-то такой вопрос.

Механика:
dynamo sliven PIVT6-25/3A
motor 30V -0.10Nm 3000min^-1
tach 3V 1000min^-1

Погуглите на тему elm chang - у него есть свой сайт, он выкладывал свою разработку по этому поводу.

Уточните задачу: позиционирование мотора или исполнительного узла? Это две большие разницы и обе разные. И какое отношение к позиционированию имеет таходатчик???

Позиционирование якоря.
Проще говоря - превратить мотор в шаговик.
тахогенератор установлен на самом моторе, его планируется использовать как обратную связь.
chan'a смотрел, не особо помогло. У него на энкодере.
вот похожий проект с энкодером на си http://members.shaw.ca/swstuff/dspic-servo.html
Стоит ли приделывать энкодер, или ограничиться тахогенератором ?

В нете видел два проекта, базированных именно на проекте Чена... к сожалению ссылок не сохранял... но по сути своей именно то что Вам нужно...

demson писал(а):...превратить мотор в шаговик.

Вы хотите сказать, что в якоре Вашего мотора столько же полюсов, как и в ШД??? А почему не поставить тупо именно ЩД? Я, честно говоря, даже не представляю себе, как можно позиционировать в определенном положении якорь коллекторного электромотора... Совершенно другая песня.

Тахогенератор предназначен для определения скорости вращения. Тоже совершенно другая песня.

Вым будет достаточно купить элементарнейшую серву только вместо шаттного двигателя и редуктора вкорячить вал вашего мотора...ну и управление умощнить
грубо говоря нужно на вал двигла вашего повесить резюк переменный без крайних положений и завести этот резюк на АЦП а мегой или ШИМом пытаться держать сопротивление этого резюка в тех пределах , какова точность вам нужна сообветственно тут без пид регулятора не обойтись иначе будет колебательный процесс и мотор просто сгорит от перегрева ибо будет сотри раз в секунду менять направление вращения и работать в пусковом режиме постоянно

А давайте теперь я скажу, чего думаю
Для того, чтобы можно было контроллировать положение двигателя постоянного тока, необходим датчик положения. Тахогенератор - датчик скорости, его сигнал пропорционален скорости вращения, а не положения. Как это сделать, решать вам.
А по поводу того, что двигатель постоянного тока не пригоден чтобы положение контроллировать - не слушайте такие мнения! Все мощные станки сделаны на двигателях постоянного тока, имеют точность позиционирования 1 микрон, например, и отлично живут
Пост про частотную коррекцию - правда! надо будет все внимательно оценить. В принципе если требования к динамике не высокие, то можно и не корректировать, только коэффициент обратной связи низкий взять - двигатель есть интегратор плюс 2 апериодических звена, получится система 1 порядка астатизма. Если не понятно, что это все значит - могу ссылок надавать где читать (теория достаточно объемная, но в электроприводе без нее никуда).

of_silence писал(а):Все мощные станки сделаны на двигателях постоянного тока, имеют точность позиционирования 1 микрон, например, и отлично живут

да но вы не учли что это оченьмногополюсные трёхфазные БЛДЦ или другими словами шаговики
у мя на работе такой станок трёхмерные картины вырезает в чём угодно....в алюминие в дереве в стали
там три пары шаговиков и концевики

Если нужно обычный коллекторник сделать сервой - не вопрос....если это так нужно...можно просто взять оптосистему от мышки вместе с колёсиком, ремнем плоским от вала привести это дело в движение и на валу сделать ещё один концевичек...тоже получится неплохо...это абсолютно простая легкорешаемая задача с тысячью решений - смотря что у вас наличествует в закромах

да но вы не учли что это оченьмногополюсные трёхфазные БЛДЦ или другими словами шаговики

Много слов и все не правильные
У меня отец занимается ремонтом этих самых станков, и часто приходит домой консультироваться со схемами. Во всех станках советских времен стоит трехфазный управляемый выпрямитель (на тиристорах), и дальше на коллекторный двигатель - бывают с возбуждением, а в станках поновее с постоянными магнитами начали применяться.
Да и в любой книжке по электроприводу хорошо написано!
В общем учить матчасть:
http://www.nppsaturn.ru/ilinsky3.html - статейка про управление коллекторным электродвигателем постоянного тока

Судя по всему of_silence студент, и был у него предмет под названием Теория линейных систем управления
Спорить можно долго. А спор можно решить. Вы смотрите сразных сторон. Один на статическое позиционирование, т. е. повернуть вал, допустим, на пол оборота, Второй на позиционирование какого либо устройсва которое будет подключено через редуктор например, и требуется регулировать скорость и частоту вращения двигателя, причём линейно и независимо от нагрузки.
Вопрос автору: что именно требуется от двигателя, или где он будет стоять?

of_silence писал(а):Все мощные станки сделаны на двигателях постоянного тока, имеют точность позиционирования 1 микрон, например, и отлично живут
.

простите, ни разу не имел дело с такими станками. У меня вопрос:
на двигателе редуктор стоит или якорь поворачивается с точностью до 1 микрона?

Всякого перевидел и перебрал, но что бы микрон - не поверю ни в жисть.
По теме почти понятно что совсем ничего не понятно. Зачем делать из коллекторного двигателя шаговый? Даже если "нужда" сильная, его не реализовать вследствие необходимости формирования пусковых токов, превышающих номинальные (для ДПТ) в 6-8 раз. При этом якорь будет дрыгаться но вот позиционирования нормального не получить.

что именно требуется от двигателя, или где он будет стоять?

Будет стоять в станке чпу, передача винтовая (удержание вала не требуется).
Но почему то у меня закрадываются сомнения что все таки надо искать шаговики.

Я аспирант, и теория управления у меня была лет 5 назад. Но без нее нынче никуда не денешься - не даром электропривод вещь сложная и дорогая. У станка есть 3 контура обратной связи - по току (источник, который питает двигатель по сути переведен в режим стабилизации тока), обратная связь по скорости (тахогенератор) и обратная связь по положению (их реализаций много). Плюс в электроприводе есть специально введенные нелинейности для оптимизации работы двигателя...

Я могу коротко и ясно объяснить, почему делают сервопривод на двигателе постоянного тока. Все дело в мощности. Стол с болванкой общей массой в тонну таскать - мощность на валу должна быть соответствующая! А не от силы 10 ватт у шаговых двигателей. Не эффективные они ни по КПД, ни по массо-габаритным. Плюс при большой мощности шаги вызывают вибрацию не только валов, но и опоры двигателя, что снижает точность и уменьшает время службы механики

На другой вопрос - у станка как правило стол движется через шарико-винтовую пару - у двигателя на валу по сути болт диаметром миллиметров 30, в резьбе катаются шарики по замкнутому каналу. Эта передача имеет высокий КПД, а также не имеет люфта при правильной настройке.

По теме топик стартера - я уже высказался. Если высокая точность не нужна, то можно взять датчик положения и больше ничего не нужно. Чем выше нужна точность, тем больше придется реализовывать наворотов из "взрослых" устройств, это очевидно!

А про то, то двигатель постоянного тока преобразовывается в шаговый - не правда! работает он более выгодно, чем шаговый. Надо, например, изменить положение. Шаговый двигатель будет совершать дерганные движения, пока не пройдет пол оборота. Разумеется энерция сгладит дерганья, но факт не равномерного воздействия на механику остается. Двигатель постоянного тока же сначала разгоняется, потом на быстром ходу подходит на некоторое расстояние к заданному месту, потом тормозится до медленной скорости, и потом постепенным торможением останавливается точно там, где нужно. Красивей не придумаешь!

Если домашний станок, то лучше брать шаговый. У него плюсы - не нужен датчик положения, сразу большой момент на валу, плюс этот двигатель не прокручивается если воздействовать на вал любым рабочим моментом.
Вопрос управления тут тоже открыт - простейший коммутатор на 4 транзисторах обеспечит работу на максимальной скорости примерно 0.1 от приведенной в даташите. Если надо больше, то потребуется ШИМ, высокое напряжение питания, и эффективный сброс тока через обмотки (обмотку нельзя шунтировать обратным диодом, так как скорость падения тока будет не достаточной. В простейшем случае обмотка разряжается на стабилитрон, ну а сложных вариантов масса).
Кстати можно полюбопытствовать, управляться будет как? самописное управление на контроллере или на базе LPT-порта и компьютера? во втором случае задача управления коллекторным двигателем еще усложняется.

Еще в капилку размышлений - датчик положения для двигателя можно сделать на базе прозрачной пленки и принтера. Печатаем 2 шкалы с этак 1000 рисок. Одну крепим к корпусу, вторую на вал. Если через обе шкалы просвечивать чем угодно, то эта система будет генерировать 1000 импульсов на оборот, так что можно будет брать контроллер и вперед!

Самописное управление с применением мк и пк . связь usb либо lpt.
Планирую оптопару на датчиках положения от старых мышей (с шариком которые).

Ну тогда могу предложить макетку:
1. Двигатель включаем в мост. В идеале было бы хорошо запустить его в режиме стабилизации тока. Для этого нужно датчик тока с хорошим падением напряжения (например 1 вольт). Снимаем с него показания каким-нибудь диф усилителем и на АЦП контроллера.
2. Делаем датчик положения. Если на мышке - без вопросов, главное чтобы точности хватило
3. система получается двухконтурной. Выглядеть будет так : ток двигателя желаемый равен разнице между желаемым положением и настоящим, помноженной на некий коэффициент. Напряжение ШИМ на двигатель равно ток желаемый минус ток настоящий, сумма тоже помножена на коэффициент. Коэффициенты будем подбирать по месту - от них зависит точность и динамика, их можно расчитать, но тогда нужны точные данные на все части вашего устройства.
Поскольку точность высокая не нужна, предлагаю коэффициенты получать как домножение на любое число, с отбрасыванием младшего байта (или байтов). Это позволит избежать плавающей точки и деления, что позволит сделать все на любой АВР меге, и им подобным. Я так делал блок питания для очень специфической нагрузки. В нем была цифровая обратная связь с частотной коррекцией, атмеги 16 за глаза хватило на обработку 1 киловыборок Х 2 канала (скорость ограничивалась АЦП, много каналов надо было цифровать)