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请教前辈们关于伺服驱动器速度环的问题 点击：1665 | 回复：33



小强

    
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发表于：2010-07-09 16:55:29
楼主

偶们几个学生娃做这个驱动器项目，磕磕碰碰也算能让电机转起了。

 

有几个问题没搞很清楚：

 

1、速度环的带宽。我的理解是速度给定和反馈，执行一次回路的时间，而这个时间，主要是由速度检测的时间来决定的，因为相对来说传递和矢量变换的时间要远远小于这个时间。是不是这样的呢？ 另外这个带宽可以用什么方法测量呢？想不明白，请前辈们不吝赐教。

 

2、速度检测的问题。很多资料上看到都是采用M/T法，采用数增量脉冲的形式。那绝对式编码器怎么弄呢？ 恩，一般绝对式编码器也带有正弦的增量信号，是不是利用这个信号呢？有没有其他的方法。

 

波恩先生，刘版主，还有各位前辈们给小弟普及下常识吧，实在没办法，我们这边没人可问了啊。

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刘岩利

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发表于：2010-07-09 16:57:30
1楼

很多资料上看到都是采用M/T法，采用数增量脉冲的形式。那绝对式编码器怎么弄呢？

增量不是一定要数出来的,也可以是减出来的.

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小强

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发表于：2010-07-09 17:03:04
2楼
回复内容：
对：刘岩利 关于

很多资料上看到都是采用M/T法，采用数增量脉冲的形式。那绝对式编码器怎么弄呢？

增量不是一定要数出来的,也可以是减出来的.

内容的回复：

恩，我们用的固定时间两个位置值相减，但算出来精度不行啊
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波恩

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发表于：2010-07-10 11:00:16
3楼

如此讨论问题的学生娃实所谓孺子可教！

1.带宽是环路闭环响应能力的表现，采样频率和闭环调节频率高有助于提高闭环带宽，属必要条件；

 

2.绝对编码器或者最终给出的位置信息为数据类型的，由于无法知道数据发生变化的微观时刻，因而无法采样T法（包括M/T法），原则上就只能用M法了。如果把正余弦信号整形成脉冲，则脉冲的跳变沿包含变化发生的时刻，因而可用于T法。

不过，正余弦编码器可以进行高倍率信号细分，即便用M法，也有可能提供比M/T法更为细腻的速度检测能力。

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小强

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发表于：2010-07-11 20:42:04
4楼

回复内容：
对：波恩 关于

内容的回复：

感谢前辈的解答。我们找的资料、论文许多时候只是内容的陈述，这种解答对我们来说弥足珍贵啊！

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波恩

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发表于：2010-07-12 08:33:25
5楼
这就是学术和应用脱节的表现。
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onlylm2008

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发表于：2010-07-12 12:37:15
6楼

多搜搜国外的文章看看，比较有参考价值。

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小强

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发表于：2010-07-13 15:38:54
7楼

我们利用一个计数器，在2k的频率采集位置值，相减得delta除以时间测算转速。最终计算出来波动很大啊。现在又做了一个delta取平均的算法，采集8个值排序去掉最大和最小的值后，除以6取平均。波形稍微改善了一点，但波动还在50左右。而测控机上测到的速度波动在10以内。

请问下是不是一般都要加一些滤波算法的呢？

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刘岩利

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发表于：2010-07-13 17:30:27
8楼

“在2k的频率采集位置值，相减得delta除以时间测算转速。最终计算出来波动很大啊。”

您得到的DELTA数值呆滞在什么范围里？几十？几百？几千？

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波恩

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发表于：2010-07-13 20:12:04
9楼

这样做是典型的M法，测速分辨率是60×f_sample/n_cpr 如果f＝2K，n＝10000，则测速分辨率是12rpm。

如果做平均的同时也延长了实际测速时间，速度波动看似小了，但响应也就降低了。

目前的反馈分辨率是多少？以M法测速，想提高测速分辨率，又不牺牲响应，需提高反馈分辨率。

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onlylm2008

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发表于：2010-07-13 22:41:39
10楼

M/T 法结合可能好点。

你需要判断 被测对象 的速度是否在波动？ 那些波动是由于算法造成的，那些可能是系统本身就有的，特别是和电机极距频率相关的。

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小强

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发表于：2010-07-14 09:08:25
11楼
回复内容：
对：波恩 关于

目前的反馈分辨率是多少？以M法测速，想提高测速分辨率，又不牺牲响应，需提高反馈分辨率。

内容的回复：

反馈分辨率? 是不是指的您公式上的n，我们采集的绝对式编码器的16位位置值，应该就是65536。

取平均值算法采用的FPGA的流水线操作，8个值采用移位寄存器的方式，只是得到第一个值的时间变长了，得到后面的值也就一个采样周期。因此频率也不会降多少。

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小强

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发表于：2010-07-14 09:16:03
12楼
回复内容：
对：onlylm2008 关于

M/T 法结合可能好点。

你需要判断 被测对象 的速度是否在波动？ 那些波动是由于算法造成的，那些可能是系统本身就有的，特别是和电机极距频率相关的。

内容的回复：
被测对象，就是由测功机测出的速度，波动比较小，700转波动可能只有2、3转，同时我也怀疑3/700 =  0.4% ，我们现在是速度开环，能达到这个精度么？因为我看到现在市面上的伺服最高不超过0.1%啊
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波恩

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发表于：2010-07-14 10:26:08
13楼

测功机的速度检测也许准确，但采样延时一般很大，所以看着准，但不反映动态和瞬态波动。

16位的绝对反馈，2K采样率，名义测速分辨率可达 60*2000/65536＝1.83rpm。

会去除粗大值后还有几十rpm的波动，要么是速度真的波动很大，要么是反馈数据的获取存在问题，绝对编码器的数据格式或者传输协议是什么？FPGA的作用是什么，读取一帧数据需要多少时间？

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小强

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14楼

FPGA是作为endat2.1数据采集用的，因为资源有剩余，就用来计算速度等其他的操作了。

endat模块与编码器通信的时钟是2M，绝对式编码器是19位单圈，12位多圈，加校验什么一帧数据假如40位，那一帧数据的采集就只有50k了。会不会问题出在这呢？  但是，采集两个位置值是在相邻的时钟上升沿采的，即使有延时也应该抵消了啊。

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波恩

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发表于：2010-07-14 13:53:58
15楼

EnDat2.1的接口逻辑是你们自己做的，还是用海德汉现成的IP？

2M波特率的EnDat2.1，每读取一帧数据所花的时间可不小，个人以为不应该做去除粗的误差的平均处理，EnDat2.1有着严格的校验机制和延时补偿机制，可以轻松实现定周期采样同步。

建议做定周期采样，并相信FPGA读回来的每一帧数据的正确性（除非校验错）。19位单圈，2KHz采样的名义测速分辨可就是0.23rpm了，很不错了！

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小强

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发表于：2010-07-14 15:40:34
16楼
是用的海德汉的ip。用的一个reduce版本。现在测了是delta的波动比较大，所以想到取平均，滤波之类的。

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波恩

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发表于：2010-07-14 19:30:17
17楼

既然是原厂的IP，既便是简版，读数可靠性应该不会有问题。

波动大还有一种可能性，你们用的可能是海德汉的单圈19位，多圈12位的那种感应式原理的编码器，每圈物理刻度只有32线，内部做了14位电子细分，才得到19位，这种编码器的精度极差，细分后的19位分辨率的静态稳定性和单调性如何，个人以为都有可能成问题。

建议换个海德汉的光电类型绝对式编码器试试。

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饶歌

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发表于：2010-07-14 20:02:59
18楼
佩服，又见牛人。。。。。。。。。。
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luyaozhimali

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发表于：2010-07-15 08:34:07
19楼

我佩服在论坛上做如此讨论的，

我讨厌在这里做广告的！

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小强

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发表于：2010-07-16 22:28:57
20楼

汇报下情况，我们只有一个电机，编码器还是装在里面的。。。。。。。。。。。。。

所以一直在检查FPGA的程序，也换了好几种写法，但还是之前的程序最好。

现在情况好了点，最好的情况波动只有5、6了，但测功机依然表现很好+-1，所以初步结论是电机实际情况就是波动的。

希望能看到更好的结果........

感谢波大师~~~~~

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