Сервопривод..
Но ведь он на что-то опирался когда так высказывался - я думаю он пояснит.
Поясню конечно. Восемнадцатая серия микрочиповских ПИКов действительно начала работать на один такт – одна команда. То есть, так, как положено 😃 К старым версиям PIC это не относится. У старых микрочипов на четыре такта одна команда. И то, что выше английскими словами написано, сиречь это и означает. Кстати, Микрочип двадцать четвёртую серию замутил, шестнадцатиразрядная будет.
Но к приводу Чена это отношения не имеет. У него вообще на AT 90S2313 собрано.
Раз степы идут через LPT давайте плясать от него - сколько степов на одну секунду приходится?
Вопрос не понятный. Во первых, не обязательно через LPT. Может, со стойки ЧПУ выдали. Во вторых, сколько выдали, столько и приходится…
…Поясню конечно. Восемнадцатая серия микрочиповских ПИКов действительно начала работать на один такт – одна команда. То есть, так, как положено 😃 К старым версиям PIC это не относится. У старых микрочипов на четыре такта одна команда. И то, что выше английскими словами написано, сиречь это и означает.
Опять неправда, в PIC18, как и в предыдущих PIC16, короткая команда выполняется за 4 такта генератора. А прведенная выше цитата означает, что внутри PIC18 есть генератор с фазовой автоподстройкой частоты (PLL), который умножает частоту кварца на 4. Это приводит к тому, что при чатоте кварца 10 МГц внутренне тактирование выполняется на 40 МГц, м, соответственно, короткие команды выполняются за 100 нс (1/(40000000/4)).
Удивляюсь я непробиваемому апломбу в вопросах, с которыми знаком очень поверхностно.
Чето помоему маленько не в те дебри полезли, на данном то этапе развития хобийного серво привода…
Ктонибудь может внятно обьяснить принцип его работы - тоесть что реально должен делать проц когда пришел step или в режиме удержания, отвечает ли проц за скорость разгона/остановки или это софтом делают и тд и тп…
Согласен с AZi
давайте уже ближе к теме.
PIC18Fxx31 создан для привода - PWM - 6 каналов
Encoder Interface - и прочее
Давайте от него отрываться.
Теперь по принципу работы - так как на входе у нас step
то каждый импульс увеличивает ошибку PID регулятора - и он в свою очередь пытается ее исправить меняя PWM.
Кончились импульсы и ошибка стала = 0. приехали.
Таким образом от PC зависит как мы разгонялись, ехали и тормозили.
Задача PIC’а успевать достигнуть отсчета до следующего импульса.
…Я не буду спорить, поскольку нет предмета спора…
Аналогично. Но в тему МК для привода - я переползаю на ARM - AT91SAM7 и при этом не отказываюсь от применения FPGA. Коллекторник - это только первый шаг, следующий - BrushLess моторы. Благо есть с чем экспериментировать - по случаю урвал три Симменса с 2048 енкодерами.
Если вы хотите ваять привод на Пике - это ваше решение, но я бы этого делать не стал. Я делал на Меге, разогнанной с 20 до 24мГц, она почти в 3 раза быстрее Пика. И скорости мне не хватает, при написании кода на ассемблере и неплохой его оптимизации.
Вообще, спор немного бессистемный. Я подтверждаю, чно хоть на Пике, хоть на Меге, хоть на 8080 можно сделать сервопривод. У каждого будет (при прочих равных) своя _МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ РАБОТЫ С НЕОБХОДИМОЙ ПОГРЕШНОСТЬЮ. То есть например с это 600, 1200 и 200 об/мин с вышеуказанными процами. И хоть вы разбейтесь, при более высоких скоростях у вас начнет гулять траектория. (Цифры придумано, но возможно и правильные).
И не надо говорить
Ваш пример с практическими опытами над двигателем говорит только об одном - неправильно заданы параметры регулятора.
За пол-года я прочитал кучу литературы, так что софт написан грамотно. С параметрами все просто. Я вообще хотел (и хочу) сделать полное автоопределение параметров подключенного движка. Частично это уже реализовано. Также частично реализованы режимы подборки необходимых параметров. Что не реализовано, испытывалось вручную.
Также я гоняю небезызвестную УХУ, думаю, я был первым в России, кто ее купил и сразу стал вживую испытывать. Прекрасный привод. В разы быстрее и точнее (да 😃 )шаговика. Но тоже до определенной границы, которая упирается все в ту же скорость проца.
Так что давайте прекратим этот бесполезный спор. Возможно, у вас есть опыт работы с МК, но с садостоятельно сделанной сервой явно нету.
Давайте лучше обсудим, что запихнуть в FPGA. И вообще можно было бы сделать некий совместный проект по разработке собственной сервы. Моя задача-минимум - почти универсальная серва для коллекторника и бесколлекторника, с гарантированный скоростью 3000об/мин и енкодером на 2000cpr. Почти универсальная потому, что вычислитель работает на одинаковых алгоритмах, с дополнениями в случае 3х фаз. То есть это слаботочная и силовая части на стойках.
За пол-года я прочитал кучу литературы, так что софт написан грамотно. С параметрами все просто. Я вообще хотел (и хочу) сделать полное автоопределение параметров подключенного движка. Частично это уже реализовано. Также частично реализованы режимы подборки необходимых параметров. Что не реализовано, испытывалось вручную.
Позволю себе обратить Ваше внимание на один нюанс: автоопределение параметров движка, в отрыве от нагрузки, вещь конечно неплохая, однако имеет смысл только если его мощности (момента) гарантировано с избытком достаточно для выбранной нагрузки. В противном случае, это не имеет особенного практического смысла. Вы же сами пишете:“Начав свою разработку сервы для коллекторника, буквально за пару дней были получены потрясающие результаты на отдельно лежащем на столе двигателе. После установки его на ось все круто изменилось - появились пробежки до 50 лишних шагов, бешеный джиттер, неконтролируемое плавание тока…” Налицо все признаки перерегулирования и неустойчивости системы.
Давайте лучше обсудим, что запихнуть в FPGA. И вообще можно было бы сделать некий совместный проект по разработке собственной сервы. Моя задача-минимум - почти универсальная серва для коллекторника и бесколлекторника, с гарантированный скоростью 3000об/мин и енкодером на 2000cpr. Почти универсальная потому, что вычислитель работает на одинаковых алгоритмах, с дополнениями в случае 3х фаз. То есть это слаботочная и силовая части на стойках.
Мне нравится Ваш энтузиазм, однако пока непонятно, как можно сделать универсальную сервосистему для двигателя на 15 Вт и 1,5 кВт - у них все разное, и опять же как можно не учитывать нагрузку? У меня сын сейчас курсовой делает как раз по автоматическому регулированию с двигателем, так он
- определяет параметры устойчивого регулирования, а уже по ним определяет вид регулятора (П,ПИ,ПИД) и его параметры
- двигатель выбирает под нагрузку, а не подает на него 200 В вместо штатных 50 (к примеру), чтобы уменьшить время переходного процесса.
Я уже давно не разрабатываю ничего без ТЗ, даже для себя, пусть оно и не на бумаге, а в голове.
Мне кажется, нужно определиться с предметом разработки, требованиями к параметрам, их приоритетам и требуемой точности. Вполне возможно, что проще и дешевле будет использовать не чисто цифровую систему на контроллере, а цифроаналоговую. Как можно абстрактно решать, что “запихнуть в FPGA”, может самой FPGA не нужно.
P.S. Прочтите все же упомянутую статью с перевернутым маятником. Там ведь тоже алгоритм один, но для разной собственной частоты маятника параметры регулятора нужно устанавливать разные. А если изменять еще массу тележки, мощность двигателя…
Т.е. все там описанное имеет непосредственное отношение к обсуждаемому предмету.
P.P.S.
…Но переходные процессы, расчет скольжения, тривиальная соринка, из-за которой на 20мксек необходимо срегулировать ШИМ на 500% - вот это требует больших скоростей.
Собака (или даже корова) на железнодорожных путях не способны заметно затормозить груженый товарняк, поэтому не нужно суетится, тем более что ШИМ более 100% не бывает.
У меня сын сейчас курсовой делает как раз по автоматическому регулированию с двигателем, так он
- определяет параметры устойчивого регулирования, а уже по ним определяет вид регулятора (П,ПИ,ПИД) и его параметры
- двигатель выбирает под нагрузку, а не подает на него 200 В вместо штатных 50 (к примеру), чтобы уменьшить время переходного процесса.
ATLab,
Вы наверное теоретик. Мы же не курсовые работы пишем. Какое “Пэ” регулирование? Интегрально-диференциальный бы справился. Какие собаки на рельсах? Речь о сервопривоприводе станка ЧПУ. Выбор двигателя под нагрузку…
Станок это не лифт. Нагрузка резкопеременная.
А если изменять еще массу тележки, мощность двигателя…
Так и Вам про то же. Задача то не простая. Станок ЧПУ это не маятник. Алгоритмы на лету не меняются, да и не нужно это. Оперируешь коэффициентами регулятора.
Насчёт святых коров. Если в метафорах лучше понимаете, то при попадании коровы под поезд, машинист обязан остановить поезд. В случае ЧПУ это означает аварийную остановку в следствии рассогласования по положению со стороны управления, или аварийную остановку по току или скорости со стороны привода.
Насчёт ТЗ. Есть ГОСТ 27803-91, параметры электроприводов станков ЧПУ, там всё написано.
вычислитель работает на одинаковых алгоритмах, с дополнениями в случае 3х фаз. То есть это слаботочная и силовая части на стойках.
Вариант программы от Микрочип (АN889) для трёхфазника (см в приложении)
Позволю себе обратить Ваше внимание на один нюанс: автоопределение параметров движка, в отрыве от нагрузки, вещь конечно неплохая, однако имеет смысл только если его мощности (момента) гарантировано с избытком достаточно для выбранной нагрузки. В противном случае, это не имеет особенного практического смысла. Вы же сами пишете:“Начав свою разработку сервы для коллекторника, буквально за пару дней были получены потрясающие результаты на отдельно лежащем на столе двигателе. После установки его на ось все круто изменилось - появились пробежки до 50 лишних шагов, бешеный джиттер, неконтролируемое плавание тока…” Налицо все признаки перерегулирования и неустойчивости системы.
Не надо утрировать. Есть параметры движка, есть параметры станины. Сначала мы определяем первое, потом второе.
Мне нравится Ваш энтузиазм, однако пока непонятно, как можно сделать универсальную сервосистему для двигателя на 15 Вт и 1,5 кВт - у них все разное, и опять же как можно не учитывать нагрузку? У меня сын сейчас курсовой делает как раз по автоматическому регулированию с двигателем, так он
- определяет параметры устойчивого регулирования, а уже по ним определяет вид регулятора (П,ПИ,ПИД) и его параметры
- двигатель выбирает под нагрузку, а не подает на него 200 В вместо штатных 50 (к примеру), чтобы уменьшить время переходного процесса.
Двигатели (пусть мы говорим конкретно о коллекторнике) все одинаковые - пара проводов, торчащая из железяки. Слаботочка одинаковая, силовая для указанных вами мощностей различается только типом транзисторов и наличием на последнем варианте радиатора.
Шаговики были придуманы давно, а вот электроники нормальной не было. И шаговоки возродились, когда она, эта электроника, появилась. Так что изменение паспортных параметров движка не есть криминальный случай.
Я уже давно не разрабатываю ничего без ТЗ, даже для себя, пусть оно и не на бумаге, а в голове.
Мне кажется, нужно определиться с предметом разработки, требованиями к параметрам, их приоритетам и требуемой точности. Вполне возможно, что проще и дешевле будет использовать не чисто цифровую систему на контроллере, а цифроаналоговую. Как можно абстрактно решать, что “запихнуть в FPGA”, может самой FPGA не нужно.
Что в данном случае подразумевается под “цифроаналоговой”? Вы вот все замечаете, что многие посты без конкретики. Вы тоже заниматесь изложением “вольных мыслей” 😃.
Собака (или даже корова) на железнодорожных путях не способны заметно затормозить груженый товарняк, поэтому не нужно суетится, тем более что ШИМ более 100% не бывает.
Да, поезд штука тяжелая. Но сравнивать поезд с сорталом вообще некорректно. В станке попадание кусочка стружки может привести к очень “интересным” результатам. Вообще, обработка критических ситуаций это отдельная серьёзная часть того же ТЗ.
Не придирайтесь к словам, вроде бы понятно было, что имелось ввиду.
ATLab,
Вы наверное теоретик. Мы же не курсовые работы пишем. Какое “Пэ” регулирование? Интегрально-диференциальный бы справился. Какие собаки на рельсах? Речь о сервопривоприводе станка ЧПУ. Выбор двигателя под нагрузку…Станок это не лифт. Нагрузка резкопеременная.
Не, я не теоретик, я радиоинженер, и всю свою трудовую биографию разрабатываю электронную аппаратуру, в основном цифровую, очень часто с микроконтроллерами, пишу программы.
Но теория - это класс, потому что не нужно методом ненаучного тыка пытаться подбирать параметры, экономится куча времени и сил, а результат будет или нет - сразу видно.
Да, я убежден, что нужно двигатель выбирать под нагрузку - движок от мопеда не потянет КАМАЗ, даже если его форсировать, жигу не разогнать до 100 км/час за 5 секунд с родным движком и т.п.
Я думал, это очевидно. Если Вы с maxvovk думаете иначе - дело Ваше, но я тогда не вижу смысла в обсуждении.
Что в данном случае подразумевается под “цифроаналоговой”?
Простой пример на пальцах:
- вы формируете ШИМ встроенными в микроконтроллер аппаратными средствами или программно, разрядность 10 бит, этой разрешающей способности достаточно для обеспечения заданной точности регулирования. Пусть напряжение питания двигателя было 51,2 В, тогда дискрет регулирования составлял 50 мВ (немножко округлю для “ровности”).
- желая укоротить переходные процессы, вы увеличили питание до 204,8 В, при этом разрядность ШИМ не изменилась - контроллер тот же, программа та же. Дискрет регулирования при этом составит уже 200 мВ, а такой дискрет уже вполне может не обеспечить требуемую точность регулирования - у вас постоянно будет то перебор, то недобор, в результате будет джиттер.
Вывод: нужно увеличить с 10 до 12 бит разрядность ШИМ при повышении напряжения питания, чтобы сохранить разрешающую способность и точность регулирования (а это может быть невозможно в рамках имеющегося контроллера) или использовать аналоговую, аналоговоцифровую (те же генераторы управляемые напряженем/кодом, ФАПЧ, формирователи импульсов регулируемой длительности) схемотехнику, которая по сути имеет дело с непрерывными величинами.
Мужики, вы опять полезли не в те дебри, надо сначала разрвботать грамотный алгоритм управления сервом, а потом уже задумываться над его реализацией…
Повторяю свой вопрос - что должен сделать контроллер когда на него пришел сигнал сделать шаг?
на сколько нужно регулировать шим?, от куда контроллер возьмет нужную скважность, если это первый шаг(начало разгона), как контроллер должен понять собираемся ли мы рвануть с места или разгоняться плавно или вообще не разгоняться а сделать один шаг(опять же непонятно с какой скоростью надо шагнуть(шим то любую позволит))…
Короче я пришел к выводу что нужен либо особый интерфейс(где будет передаваться целая куча параметров, а не просто степ/дир), либо командный буфер и фиксированная задержка относительно софта(но это увеличивает погрешность, если контроллер не рулит сразу всеми движками в станке), либо мы получим тотже самый шаговик с небольшими приимуществами…
Совершенно согласен.
Давайте уже наконец отделим мух от котлет.
Как я уже писал и никто это не опроверг каждый шаг увеличивает позицию - соответственно и ошибку текушей позиции - вот это и увеличивает ШИМ. Для шага назад - та же цепочка.
Что произойдет при достижении позиции зависит от коэффициентов - их можно установить так что мы и не доедем даже 😃 (читайте здеся ww1.microchip.com/downloads/en/…/00964A.pdf)
Вопрос это какие защиты надо делать и на какие максимальные частоты импульсов из LPT расчитывать (мне кажется 100к максимум) ?
Как удобнее всего сделать установку параметров? как отобразить процессы? Дабы человек без осциллографа имел возможность понять что происходит в системе.
Совершенно согласен.
Давайте уже наконец отделим мух от котлет.
Как я уже писал и никто это не опроверг каждый шаг увеличивает позицию - соответственно и ошибку текушей позиции - вот это и увеличивает ШИМ. Для шага назад - та же цепочка.
Что произойдет при достижении позиции зависит от коэффициентов - их можно установить так что мы и не доедем даже 😃 (читайте здеся ww1.microchip.com/downloads/en/…/00964A.pdf)
Вопрос это какие защиты надо делать и на какие максимальные частоты импульсов из LPT расчитывать (мне кажется 100к максимум) ?
Как удобнее всего сделать установку параметров? как отобразить процессы? Дабы человек без осциллографа имел возможность понять что происходит в системе.
Была ветка про серводвигатели rcopen.com/forum/f110/topic36760
там STEPMOTOR давал статью rcopen.com/files/000000000000000000000000
см. page 20.
AZi,
Повторяю свой вопрос - что должен сделать контроллер когда на него пришел сигнал сделать шаг?
на сколько нужно регулировать шим?, от куда контроллер возьмет нужную скважность, если это первый шаг(начало разгона), как контроллер должен понять собираемся ли мы рвануть с места или разгоняться плавно или вообще не разгоняться а сделать один шаг(опять же непонятно с какой скоростью надо шагнуть(шим то любую позволит))…
Когда на контроллер пришла команда сделать шаг, он должен сделать шаг 😃
И дальше тоже его забота.
мы получим тот же самый шаговик с небольшими приимуществами…
Ну конечно 😃
buslik,
Как удобнее всего сделать установку параметров? как отобразить процессы? Дабы человек без осциллографа имел возможность понять что происходит в системе.
Я зря что ли скрин шот своей программы прикладывал.
>>Когда на контроллер пришла команда сделать шаг, он должен сделать шаг
Как именно?
Если на ужержании шим 50/50, то при команде шагнуть какое питалово должен контроллер к движку приложить - постоянку?
и держать ее до достижения нужной отметки на енкодере?
или плавно увеличивать ширину импульсов с заранее откудато взятой скоростью увеличения ширины?
получается что без задания дополнительных параметров он будет работать хуже шаговика, ну или также по крайней мере - в чем тогда смысл то?
>>Когда на контроллер пришла команда сделать шаг, он должен сделать шаг
Как именно?Если на ужержании шим 50/50, то при команде шагнуть какое питалово должен контроллер к движку приложить - постоянку?
и держать ее до достижения нужной отметки на енкодере?
или плавно увеличивать ширину импульсов с заранее откудато взятой скоростью увеличения ширины?получается что без задания дополнительных параметров он будет работать хуже шаговика, ну или также по крайней мере - в чем тогда смысл то?
Почитайте теорию ПИД-регулирования.
Понятно, я так и думал 😃
Понятно, я так и думал 😃
не расстраивайся - книг по этому делу как грязи.
И тем не менее практика - критерий истины. Буду собирать все на макетке и смотреть что получается.
Ну не укладывается у меня в голове как это все можно сделать не задавая профиля в PID контроллере а давая ему шаги на входе.
Ну ладно, нет времени у меня на микроконтроллеры, и программатора пока нет.
Нет возможности пока врубаться в тонкости программирования AVR.
Но если совместить простоту управления ШД, шаг – направления, а для увеличения момента применить усилитель, постоянник, управляемый шаговиком.
На валу ШД диск, с двумя радиально расположенными рядами меток или отверстий на 1/2 шага. На подающем валу такой же диск и шестерня для постоянника. ШД крепиться соосно к валу через упругий элемент, обеспечивающий небольшой угловой поворот между дисками при появлении вращательного момента. Ставим оптопары на каждый ряд меток дисков для управления шимом вперёд- назад, рассогласования и всё. Любой постоянник вплоть до стартера благо полевики позволяют себя параллелить, будет дрожать как в лихорадке при каждом шаге вместе с шаговиком. Остаётся перейти на микрошаг для сохранения винтовой пары от убивания.
Не панацея но всё же какой то шаг в сторону сервопривода.
Вот
error = genPos - currPos; // error is desired-current position
pwmSet = pGain * error + // standard PID equation
iGain * eInteg +
dGain * (error - ePrev); // derivative is current-previous
eInteg += error; // integral is simply a summation over time
ePrev = error; // save previous for derivative
на pic18f2331 занимает 118 циклов
все по два байта со знаком pwmSet - четыре
ну так что 30000 раз в секунду можно PID вычислить
AZi,
от куда контроллер возьмет нужную скважность, если это первый шаг(начало разгона), как контроллер должен понять собираемся ли мы рвануть с места или разгоняться плавно или вообще не разгоняться
Вообще вопрос правильный, при цифровом частотном управлении всегда такая проблемка имеет место быть. Ещё кстати борьба с возбуждением системы. Поэтому в более совершенных системах, естественно более дорогих, как правило не хоббийных, используют вход с аналоговым сигналом. Промышленный стандарт + - 10V. ЧПУ подаёт 1 вольт - едем со скоростью 10% от максимальной. Плавненько увеличиваем напряжение - разгоняемся. Выдаём напряжение по закону синуса на две координаты - режем круг. И все дела 😃
Hellen,
Не панацея но всё же какой то шаг
Голову не морочте 😃
>>Вообще вопрос правильный, при цифровом частотном управлении всегда такая проблемка имеет место быть. Ещё кстати борьба с возбуждением системы. Поэтому в более совершенных системах, естественно более дорогих, как правило не хоббийных, используют вход с аналоговым сигналом.
О!!! Наконецто меня поняли. 😃
А этот промышленный стандарт какнибудь называется? Где про него можно почитать? Есть ли доступный софт который его поддерживает?