cnc.info.pl - FORUM CNC

Witam,

Przeglądam sobie sterowniki do do serw z silnikami DC. Te "lepsze" pracują w trybie prądowym. Regulator dostaje dwie wielkości: nasz zadany prąd dla silnika (moment-torque), oraz aktualny prąd silnika. Oblicza uchyb, przechodzi to przez P (PI) i na wyjściu mamy PWM dla mostka H zasilający silnik DC.
Oczywiście "wyżej" mamy pętle regulacji prędkości a najwyżej pętle regulacji położenia.
Mnie interesuje ta "najgłębsza" pętla regulacji. Jak stroi się taką pętlę prądową? Przecież prąd silnika nie zależy od wartości PWM, ale od obciążenia na wale silnika. Czyli, mam silnik bez obciążenia, zadaję jakieś PWM i mam odpowiedź prądową silnika. Mogę teraz próbować dopasować charakterystykę obiektu, dobrać nastawy dla regulatora P (czy też PI). No ale jak dodam teraz obciążenie na wale silnika zmienią mi się całkowicie parametry obiektu. Moje nastawy dla regulatora pętli prądu na pewno będą za wysokie. Przecież przy tej samej wartości PWM, mając obciążony silnik, dostanę dużo większy prąd.

Czy ktoś się orientuje jak w serwach DC pracujących w current mode dobiera się nastawy dla tej "najgłębszej" pętli - prądowej?

Pozdrawiam,
SM

Serwo sterownik może działać na dwa sposoby jeśli chodzi o regulację prądu.
Jedna wersja to układ który rzeczywiście steruje wypełnieniem w zależności od zmierzonego prądu a drugi na podstawie obliczonego prądu z prędkości obrotowej.

Ten drugi sposób wykorzystuje liniową zależność napięcia od obrotów a przy tym łatwo wyliczyć jakie napięcie (wypełnienie) jest potrzebne aby uzyskać dany prąc (moment obrotowy) dla obecnej prędkości obrotowej silnika. Zaletą tego rozwiązania jest brak konieczności pomiaru prądu silnika.

Czy parametry sterownika dobiera się do silnika czy do układu silnik obciążenie?

Nawet silnik bez obciążenia to układ tyle że obciążony tarciem i momentem bezwładności wirnika.

Parametry sterownika stroi się do danego układu (dynamiki) i to najlepiej wstępnie na
podstawie wyliczeń i dokładnie po sprawdzeniu cha-ki impulsowej i w zależności na czym nam najbardziej zależy (minimalny czas dojścia czy minimalne przesterowanie) dostraja dokładnie (wtedy stroimy to czego nie dało się policzyć).

Podsumowując jeśli mówimy o sterowniku serwo z regulatorem PID to niezależnie od tego jak nazwiemy czy zrealizujemy pętle parametry dostraja się do układu.

Czy coś jeszcze może jest niejasne.


...... oj chyba zrozumiałem "current mode" to może jest tryb pracy sterownika w którym nie zadajemy mu pozycji np. przez impulsy lecz bezpośrednio pomijając poprzednie pętle regulacji zadajemy prąd czyli zadajemy moment obrotowy. Przydatna funkcja np przy nawijaniu drutu czy taśmy można sobie jeszcze ograniczyć prędkość i nawijarka cewek jak marzenie.

"...oj chyba zrozumiałem "current mode" to może jest tryb pracy sterownika w którym nie zadajemy mu pozycji np. przez impulsy lecz bezpośrednio pomijając poprzednie pętle regulacji zadajemy prąd czyli zadajemy moment obrotowy..."

O dokładnie! Właśnie coś takiego uzyskujemy gdy mamy do czynienia jedynie z pętlą prądową. Na wejściu regulatora mamy: żądany prąd jaki chcemy mieć, oraz aktualny prąd silnika, a na wyjściu regulatora mamy współczynnik PWM dla mostka H. Cały problem w tym że prąd silnika zależy od przyłożonego do jego wału obciążenia. Generując PWM powiedzmy 50% przy pracy jałowej mam prąd 1A, a pod obciążeniem przy tym samym PWM=50% mogę mieć 20A. Wraz ze zmianami obciążenia zmienia się charakterystyka obiektu a my właśnie to chcemy stabilizować!

I chyba dlatego w sterownikach serw DC pracujących prądowo, pętla prądowa chodzi "szybciej" (np. 8..10kHz) niż pętle nadrzędne (prędkości i pozycji (np. 2kHz) i jest to regulator przede wszystkim I (lub PI). Jeśli prąd silnika jest mniejszy od zadanego, to PWM jest zwiększane, jeśli większy to zmniejszane. Wzmocnienie dla I należałoby więc dobrać dla pełnego obciążenia silnika (znamionowego) aby z nim nie przegiąć i nie wywołać oscylacji.
Potem to już trochę "w ciemno" gonimy za prądem. Jak prąd silnika jest za mały, to trochę zwiększamy PWM i patrzymy czy wystarczy. Jak nie, to znów zwiększamy PWM. Jak prąd za duży to zmniejszamy PWM.

Pozdrawiam,
SM