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急求助:力矩电机的控制 点击:2225 | 回复:23



metal_80

    
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发表于:2005-09-25 17:57:00
楼主
各位老师好: 我想用运动控制卡和有三种控制模式的驱动器来控制有刷直流力矩电机,电机带有增量式编码器。实现既能保持一定力矩,又能保持较低的转速,不知如何能实现?我选了力矩控制模式,当用控制卡给了一个低转速后,发现电机的保持力矩很小,我用手都能使电机反转。真诚希望得到各位老师的指点,多谢!



自由人生

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发表于:2005-09-25 20:57:00
1楼
用手能使电机反转,说明你的电流没有加够,也就是电流环有问题。力矩电机在带负载时的转速就更低了,力矩也比较大哦。

刘岩利

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发表于:2005-09-25 21:43:00
2楼
选择了力矩控制模式,那么,控制卡给出的是低转速还是低力矩?

metal_80

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发表于:2005-09-26 10:05:00
3楼
我用控制卡给出的是低转速的命令,控制卡给驱动器提供±10V的模拟电压,感觉转速要高些,转矩就大了(空载时试验的),但我想要得是低速时也能转矩较大,最好能实时控制。初次接触电机控制,请各位老师指教,多谢!

徐俊

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发表于:2005-09-26 14:34:00
4楼
我们的直流伺服驱动器在这种场合有很多的应用经验。欢迎您来电索取资料。junx8010@yahoo.com.cn 021-64325309

metal_80

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发表于:2005-09-27 10:17:00
5楼
刘老师,请多多指教呀,不胜感激!

刘岩利

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发表于:2005-09-27 19:18:00
6楼
你用的是什么控制卡?PID之类的参数是怎么调的?

metal_80

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发表于:2005-09-28 22:01:00
7楼
前面力矩小的问题已解决,我用的是pmac控制卡,pid参数就是使用它提供的软件调的,速度和位置的响应都调了。我想实现较低转速下,电机的转矩一定或转矩能够随负载的增大而增大,不知用什莫控制模式或方法?再有,这种情况是不是跟收卷技术中的张力控制类似呀?恳请得到各位老师的详细解答,多谢!

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发表于:2005-09-29 09:43:00
8楼
斗胆说两句.以安川电机为例,它的力矩模式一般是开环控制,也就是电压代表设定的力矩.当负载达不到设定的力矩时,电机会快速向前转,直到最大转速或负载力矩大到使电机减速或停止. 感觉转矩控制精度一般不象位置控制精度要求那么高.能否设一下智能控制模式? 例如,限定速度的最大值比较小.当负载大于设定转矩时,电机会反转,这时候你就可增加电压输入直到电机停止达到转矩平衡.也就是建立一个不断判断过程.做个小程序说明这一过程. Loop: speed=1 (最大限定转速) DAC=VR(0) (发给伺服放大器的电压) if MPOS<MPOS_OLD then (如果负载大于设定转矩,电机反向转) VR(0)=VR(0)+1 (增大发给伺服放大器的电压) else endif MPOS_OLD=MPOS (记下前一采样时刻的位置) goto loop 我想你用PMAC也可写一个以上类似程序吧?

metal_80

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发表于:2005-09-29 18:02:00
9楼
多谢trio_motion指点,我试一试,不过我现在还不知怎莫用pmac来控制电压的输出,刚学,只知道设定速度和位置,还请各位多指教,因为我实在是白痴了,正奋起而追之。多谢!

刘岩利

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发表于:2005-09-30 05:53:00
10楼
按照李俊的要求,应该是闭环控制来实现,基于开环的假设,似乎没有太大的意义。 目前应该确认的,是在PMC上是否真的形成闭环。当用手转电机的时候,PID参数为什么没有起作用。 我想问一下,“当用控制卡给了一个低转速后,发现电机的保持力矩很小,我用手都能使电机反转。”你用手能否长时间保持电机不转?

metal_80

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发表于:2005-09-30 21:25:00
11楼
回答刘老师:电机转矩小时,是能够保持电机不转的,甚至可使其反转。当用pmac控制时,闭环后,用手把住电机一小段时间后,由于卡的误差限制功能,就自动停止了对驱动器供电,电机也就被关断了。我想实现设定一个低转速,电机的转矩一定或转矩能够随负载的增大而增大,请刘老师按您的理解给一套控制方案,尽量详细些(可能由于我知识欠缺,问得不够专业)。

刘岩利

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发表于:2005-10-01 08:44:00
12楼
根据几说的情况来判断,将卡的误差限制放大,积分增益和微分增益都放大,具体要放大到多少,这只能调着看了。力矩控制,PID的调整肯定比速度控制方式下难度大得多。

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发表于:2005-10-01 14:31:00
13楼
转矩控制,实际大多数场合是(恒)张力控制.一般张力是可以测量的.你提到的"转矩能够随负载的增大而增大"实际上相当于绕线.假设半径为R(变量),张力为F,则转矩为T=R*F,做直接闭环控制因为不能测得实际转矩Tm,以比例控制为例, DAC=Kp*(T-Tm)=Kp*(R*F-R*Fm)=Kp*R*(F-Fm) 在以上公式中R是估计的变量, Fm是实测张力.做闭环控制比例增益是个变量(Kp*R). 在你的系统中有实测转矩反馈信号吗?你怎么决定转矩动态设定值呢? 刘岩利:"将卡的误差限制放大",你是说把转矩误差限制放大?还是位置误差限制放大?放大这些限制应该不会提高转矩控制精度吧? 我原来做横张力控制用过DANCER,就是浮动的辊子,通过控制辊子的位置保持横张力.辊子位置不变,就可认为张力恒定.自己做的PID算法,效果还可以.当然和你的应用不同.

刘岩利

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14楼
:"将卡的误差限制放大",你是说把转矩误差限制放大?还是位置误差限制放大?放大这些限制应该不会提高转矩控制精度吧? 当然不是讲转矩误差限制放大,难道在翠欧的控制器上,还有转矩误差限制?讲误差限制放大,不是为了提高控制精度,只是为了避免控制器因为报警而停止工作。 驱动器上有三种控制模式,应该是力矩、转速、位置吧,如果没有PID调节的经验(看来好象是没有),还是选位置控制模式吧。

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发表于:2005-10-01 20:00:00
15楼
刘先生,我现在完全是讨论怎样实现他所需的转矩控制."按照李俊的要求,应该是闭环控制来实现,基于开环的假设,似乎没有太大的意义。"我对你这段话的理解是说要做转矩闭环控制.所以才写了DAC=Kp*(T-Tm)=Kp*(R*F-R*Fm)=Kp*R*(F-Fm). 看来你是指位置闭环控制.那样的话,一般只能在伺服驱动器设定最大允许转矩,而不能满足他动态转矩变化的需要,解决不了他的问题. 我真希望有经验的人都说说解决方案.相互学习. 难道在翠欧的控制器上,还有转矩误差限制? DAC=Kp*(T-Tm)=Kp*(R*F-R*Fm)=Kp*R*(F-Fm) 按这个公式,可以设定最大允许(F-Fm)偏差,就直接和转矩有关.此时(F-Fm)偏差和位置偏差类似,任何控制器都可设个限定值. 我做的如下简单算法,实际也是有"反馈"作用.我们的控制器可以任意设定输出电压,例如可以直接控制没反馈的变频器.  Loop:   speed=1 (最大限定转速)   DAC=VR(0) (发给伺服放大器的电压)   if MPOS<MPOS_OLD then (如果负载大于设定转矩,电机反向转)   VR(0)=VR(0)+1 (增大发给伺服放大器的电压)   else   endif   MPOS_OLD=MPOS (记下前一采样时刻的位置)   goto loop

刘岩利

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发表于:2005-10-01 20:56:00
16楼
进行闭环控制,转矩控制是没错,但是,不是反馈转矩信号,也许是我表述不清吧。而且,就应用要求而言,需要的不是特定的转矩,而是特定的转速。 位置反馈就满足动态转矩变化的需求?首先,就我看到的部分而言,需求不是为转矩而转矩的,至少从检测方式上来看,最终需要的是稳定的速度,而不是转矩。转矩的变化,是以稳定速度为目标的。 公式确实与转矩相关,不过,前提是纯比例控制,这个前提个人认为并不合理。而且,这个公式,看起来更与转矩误差的关系就更远了一点。在负载变化范围很大,但变化速度不快的情况下(用手拧电机轴就应该是这种情况了),只用比例不会有很好的控制效果。 至于您给出的算法,由于对翠欧的语言结构不是很了解,因此理解的也不是很透彻。就我理解的部分而言,好象直接设定积分增益就可以实现这样的动作了(您自己也没有用比例控制,上面的公式真的很有意义吗?)。PMAC我也不是很熟,不过,积分总还是应该有的,应该不用写这么多行的程序。翠欧应该也有积分吧?

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发表于:2005-10-01 22:37:00
17楼
我写这个是为了说明问题.  DAC=Kp*(T-Tm)=Kp*(R*F-R*Fm)=Kp*R*(F-Fm) PIDF当然我们都有.以上公式可以很方便再加上IDF.正常情况下,根本不用自己写算法. 也许我没彻底理解张小俊的真正问题.他如果是想做位置(或速度)控制,只要转矩在电机允许的限定范围内,转矩是由负载决定的.就没什么值得讨论的了.我理解成他需要相当于绕线类的恒张力控制,才说了以上想法.

metal_80

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发表于:2005-10-02 10:59:00
18楼
真是感谢两位能就我这问题展开讨论!象刘老师说的速度控制或位置控制,我用pmac实现没问题,卡里就嵌有pid算法,只需调一下参数,再设定所需速度和位置就行了,不用自己编算法。 如trio_motion所说,我是想控制转矩,至于速度只要能实现较低转速即可。看trio_motion的算法中,好像需要给一个代表电压大小的变量赋值,一般的运动控制卡中都有这个变量吗?pmac中我还没看到,只知道了设定速度和位置的方法。 还请刘老师给出个较详细的控制转矩的方案,硬件就是运动控制卡,驱动器(三种控制模式都能实现),直流力矩电机。我刚入门,看具体例子要理解的快些,望刘老师不吝赐教!多谢!

metal_80

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发表于:2005-10-02 11:28:00
19楼
还想问trio_motion大哥一个问题,您实在: 我拿力矩电机作试验,给电机一个电压,电机正转(我认定它是正方向),在电机轴上加了个手轮(为了方便),转动手轮能使电机反转,持续反转多周,同时我能感受到一定的阻力,放手后电机会迅速正向返回到我刚开始反转的那一点,接着正常转动下去。 我想问可不可以用控制实现,当开始电机在正转时,我给电机加负载,负载大时,使电机反转(是强迫的),同时感受到一定的阻力,去掉负载或负载减小时,电机就又正转了,就是我上面说的那个试验过程。这跟拔河比赛有点像,我劲大就把你拉过来,劲小le就被你拉过去了。绕线中的张力控制是电机永远正转,拉着负载走,这种好像恰好相反,让负载拉着电机,强迫电机反转。这样会不会烧坏驱动器,控制卡?电机应该烧不坏,卖电机的说这是力矩电机的特性,相当于在堵转,没问题。

刘岩利

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发表于:2005-10-02 16:27:00
20楼
“我是想控制转矩,至于速度只要能实现较低转速即可”当负载变化,转矩与“低转速”不能同时实现的时候,保证哪个?如果只要转矩,把PMAC上的PID参数全部归零就可以了。基本上,所有的运动控制卡都可以直接指定输出电压值。PMAC,具体是什么参数、指令,看一下 PMAC 的手册。PMAC总会有一个调整零漂的参数吧,当PID全部归零时,那就是输出电压了。 如果只要“拔河”的效果,我之前所有打的字都是废话,也不需要运动控制卡(PMAC也很贵的),也不需要编码器反馈。电机采用力矩控制模式,随便用个什么有DA输出的东西给出个模拟量就可以了。只要不接错线,不会因为电机的负载、转动情况而烧控制卡。

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