Hoe efficiënter kapitein van het algoritme van de Vermogenssturing voor stappenmotor
In het optimaliseren van het ontwerp van motion controlesystemen gebaseerd op stappenmotoren, moeten ingenieurs overwegen factoren zoals kosten, prestaties, efficiëntie, onverwachte feedback uitdagingen (zoals mechanische resonantie) en ontwikkeltijd. Moderne motorische controlesystemen staan voor de uitdaging van het werken in een verscheidenheid van ongunstige omgevingen, en de algehele efficiëntie van de traditionele oplossingen is vaak beperkt door de ongunstigste omstandigheden ondervinden van het gehele systeem. Adaptieve controle algoritmen zijn essentieel voor het halen van de maximale efficiëntie van een geoptimaliseerde elektromechanische systeem.
Systeem toewijzen
Als u wilt dat de hoogste efficiëntie, moet u de randvoorwaarden van het gehele elektromechanische systeem toewijzen. Alle variabelen van het systeem moeten rekening worden gehouden: temperatuur, mechanische aantasting, versnelling, snelheid, voedingsspanning, enzovoort. De systeemarchitectuur heeft ook een invloed op het.
In open-loop systemen is het vaak nodig om op te wekken van de motor met worst-case huidige station en snelheid profielen, dus kunnen we ervan uitgaan dat efficiëntie niet de primaire ontwerpdoel voor dergelijke systemen is. Dit soort testen is tijdrovend, omdat het systeem moet worden gecontroleerd op alle aanbod spanning, temperatuur en snelheid waarden dat de motor gebruiken kan om te minimaliseren van het risico van resonantie. Elk stepper motor systeem heeft het potentieel om te resoneren, meestal omdat het werkt op (of dicht bij) de natuurlijke frequentie van de motor. Het vermijden van deze gebieden is essentieel omdat resonantie kan de motor te verliezen van beweging of een kraam-voorwaarde opgeven. For-lus van open kunnen systemen, bepalen deze gebieden echter zeer moeilijk.
Kringloop controle duurt meestal twee vormen: een sensor-gebaseerd systeem (licht of Hall-effect) en een sensorlose systeem. Sensorlose systemen, ook bekend als "semi-gesloten lus systemen", gebruiken meestal de spanning gegenereerd door de motor spoelen als feedback. Sensor-gebaseerde besturingssystemen worden veel gebruikt, maar andere wijzigingen in de sensor moeten worden beschouwd in de praktijk van de toewijzing. Een groot voordeel van sensorlose systemen is dat ze alleen hoeft te lezen van de informatie over de fysieke beweging van de motor. Een ander belangrijk voordeel is de kostprijs van de verminderde systeem van gesloten-lus of semi-gesloten lus systemen, terwijl het verminderen van de complexiteit van het systeem door het wegnemen van de noodzaak voor externe sensoren. Succesvolle ontwerp vereist een goed begrip van de kenmerken van de achterkant EMF.
SLA toewijzing
Terug EMF vergemakkelijking van de winning van gedetailleerde informatie met betrekking tot de beweging van de elektromechanische systeem en diagnostische gegevens. Een spanning ontstaat tussen de huidige pulsen van de aandrijving van de motor en het verkeer van de motor spoel door middel van het magnetisch veld van de motor. Deze informatie is vaak aangeduid als de snelheid en/of lading hoek (SLA) van de motor. De hoeksnelheid van de stappenmotor kan goed worden benaderd door het toezicht op de omvang van de achterkant EMF.
Figuur 1 toont de toewijzing van de SLA pinnen bij het rijden van een conventionele stappenmotor gemonteerd in een mechanisch systeem met behulp van de AMIS-30522 onderverdeeld stepper motor controller. Deze informatie wordt verzameld tijdens het vegen van de NXT-ingang (de klok ingang die de snelheid van de motor excitatie bepaalt). Als het beweegt van links naar rechts, de frequentie van de excitatie verhoogt en je kan duidelijk zien de verschillende werkgebieden. De mogelijkheid voor het meten van de motor kenmerken van het gehele systeem is een zeer krachtige eigenschap van de AMIS-305xx serie — vooral het traditionele ontwerp uitdagingen aankan, maar daarvoor, de ontwerper van het systeem alleen geanalyseerd de prestaties van de resonantie van de motor, en het wordt niet herkend dat deze gebieden kunnen veranderen zodra de gehele mechanisch apparaat is samengesteld.
De motorische controlesysteem continu de spanning SLA kunt proeven, en als een abnormale situatie wordt aangetroffen, passende maatregelen kunnen worden genomen. Aangezien het terug elektromotorische kracht evenredig aan de draaisnelheid van de rotor is, kan het gemakkelijk worden gebruikt te voelen van de externe belasting op de uitgaande as en reguleren van de huidige aan de motor geleverd. Een ander gebied waar de gegevens van de SLA pin zeer nuttig is is als de motor is bezig met het invoeren van de resonerende regio. Door het ontwerpen van een algoritme om snel te identificeren deze situatie, kan de stepper motorische controlesysteem onmiddellijk versnellen door dit gebied een nieuwe veilige snelheid te bereiken.
Het rode vierkantje aan de linkerkant van figuur 1 belicht de resonantie in het systeem. Dit kan te wijten zijn aan de eigenlijke installatie van de motor, de fundamentele frequentie van de motor resonantie tussen de getrapte stappen, of andere factoren van de tweede orde. Deze zijn meestal/dataoverdracht snelheid zones die moeten worden vermeden. Als op de rug EMF halfgeleidertechnologie wordt gebruikt, kan het gemakkelijk worden toegewezen in een kwestie van minuten. Dit zal helpen verminderen de druk op de elektromechanische systeem. Dit is belangrijk omdat het systeem onder druk kan leiden tot meer ruis prestaties gedegradeerd en kan leiden tot verminderde systeembetrouwbaarheid. Het hoogtepunt van deze methode voor de verzameling van gegevens is dat het toewijzingsproces kan worden voltooid zonder fysieke wijzigingen aan het systeem. De enige sensor is de motor zelf, dus er geen extra mechanische complexiteit is.
Het rode vierkantje aan de rechterkant van de figuur 1 geeft het gebied waar het huidige station groter is dan de RLC tijdconstante van het systeem, wat resulteert in de resterende huidige van de motor spoel. Het is de "speed limit' voor dit specifieke elektromechanische systeem.
Tussen deze twee gebieden is het aanbevolen motor werkgebied. Ook opgemerkt moet worden dat het dezelfde toewijzing ook kan worden gebruikt ter identificatie van de kraam voorwaarden waar de motor kan niet worden netgecommuteerde (en dus niet kan genereren terug EMF). In de system controller, kan deze situatie alleen worden gecontroleerd door de minimumdrempel tussen motor excitaties configureren.
Kaartgegevens gebruiken in uw ontwerp
Zodra de toewijzing voltooid is en de ideale snelheid profiel is bekend, de beste SLA-waarde kan worden gekozen. Voor een bepaald systeem, zal het het meest efficiënte punt van werk vertegenwoordigen. Motorische controle variabelen zoals de huidige station, versnelling en snelheid kunnen dynamisch worden aangepast om te voorkomen dat problemen die efficiëntie, zoals mechanische resonantie en buitensporige station huidige kunnen in gevaar kunnen brengen. Het voordeel van de methode van de EMF sensorlose/rug is dat de feedback van de sensor niet een eenvoudige, binaire gegevens is, maar kan worden gebruikt voor het verkrijgen van gedetailleerde diagnostische gegevens van de motor zonder toevoeging van extra systeem complexiteit, te subtiel gebruiken wijzigingen in de SLA real-time schadevergoeding te vermijden verloren stappen.
