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自主研发高响应电流环 5k, -3db. 点击:5296 | 回复:60



onlylm2008

    
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发表于:2011-05-05 22:45:33
楼主

 

高响应电流环 5k, -3db. 图片传不上来。

hall sensor + 控制算法

现用于直线电机驱动。

-- 大族电机

   




happymecn

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发表于:2011-05-09 10:07:01
41楼
引用征 的回复内容:

用FPGA的好处是将FPGA实现的电流环控制嵌入到功率板,实现功率板与控制板(只实现速度环、位置环及辅助功能)的无关性, 便于整个系统的框架统一和产品的移植, 同时也便于系统的模块化、生产流程及质量控制和新产品的快速研发。

这种方法只有在大公司才采用, 国内的公司不看好!

一是没有做好FPGA进而实现ASIC芯片的实力;

二是这个研发过程投入很大, 至于多大产出很难说, 至少短期厂商面临生存压力

三是肯投入的厂商很少, 大家赚一笔就闪了, 没有真正将这个作为一个产业来做得

四是有TI等电机控制芯片, 在没有量的情况下, 做FPGA或ASIC, 确实没有必要;


"二是这个研发过程投入很大",  如果单纯的把电流环移植到FPGA上,从技术层面讲,这个研发过程会投入很大吗?那么主要是那些环节需要花很大的投入?能否讲讲?

“四是有TI等电机控制芯片, 在没有量的情况下, 做FPGA或ASIC, 确实没有必要; ”LZ是不是认为FPGA 或者ASIC比MCU 要贵,所以在量大的情况下,采用FPGA OR ASIC 才划算?从技术层面讲,我觉着不是没有必要,很有必要。



波恩

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发表于:2011-05-09 13:46:21
42楼

Copley的最新驱动器的确只有一颗Altera的 Cyclone III 系列中逻辑规模偏大的FPGA,而且在板子上看不到加密芯片,不知Copley如何保证自己的IP安全?

另外,个人看法,虽然Copley用一颗FPGA完成了全部伺服控制功能,但未必意味着Copley的这个驱动器就一定是完全用FPGA实现三环控制,内嵌Nios软核的可能性一样存在。虽然以前不认为用FPGA实现矢量控制和电流环有利于电流环响应,现在倒是对此开始有兴趣了,只是还没到付诸实践的时候。

jamesyoung77

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发表于:2011-05-09 14:15:19
43楼
参与过类似的开发。
个人感觉:
用NIOS软核在此种应用中没有任何优势,远不如用Verilog直接和有效。

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发表于:2011-05-09 16:37:43
44楼
电流环是伺服电机控制的本质!做出来跟做的好是两码事。在高校做课题研究进行验证和做产品不可同日而语。

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发表于:2011-05-09 18:49:48
45楼
IR的电机控制芯片,其控制算法也不是硬件实现的,采用了类似微码约机制。IR应该也不算小公司了,为什么不用FPGA等的硬件方式呢?

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发表于:2011-05-09 19:07:29
46楼
引用happymecn 的回复内容:引用征 的回复内容:

用FPGA的好处是将FPGA实现的电流环控制嵌入到功率板,实现功率板与控制板(只实现速度环、位置环及辅助功能)的无关性, 便于整个系统的框架统一和产品的移植, 同时也便于系统的模块化、生产流程及质量控制和新产品的快速研发。

这种方法只有在大公司才采用, 国内的公司不看好!

一是没有做好FPGA进而实现ASIC芯片的实力;

二是这个研发过程投入很大, 至于多大产出很难说, 至少短期厂商面临生存压力

三是肯投入的厂商很少, 大家赚一笔就闪了, 没有真正将这个作为一个产业来做得

四是有TI等电机控制芯片, 在没有量的情况下, 做FPGA或ASIC, 确实没有必要;

 


 

"二是这个研发过程投入很大",  如果单纯的把电流环移植到FPGA上,从技术层面讲,这个研发过程会投入很大吗?那么主要是那些环节需要花很大的投入?能否讲讲?

“四是有TI等电机控制芯片, 在没有量的情况下, 做FPGA或ASIC, 确实没有必要; ”LZ是不是认为FPGA 或者ASIC比MCU 要贵,所以在量大的情况下,采用FPGA OR ASIC 才划算?从技术层面讲,我觉着不是没有必要,很有必要。







如果FPGA只包括电流环,FPGA一般跟功率板一起,用FPGA实现的目的就是实现电流环的控制和速度环等无关, 即任意一块控制板接到不同的功率板上都可以应用。需要考虑以下问题:

1)整个系统架构

2)电流环参数存储方式

3)调试接口

4)通讯方式

5)AD采样方式

6)PWM控制器

7)报警保护

8)控制算法的兼容性, 或者是对上层应用的支持性

9) 可靠性

 

我觉得把这些都做好了, 基本可以设计一块专用芯片了。

如果是纯粹的试验验证一下, 就容易多了。

希望你用做产品的眼光看待这些问题。

 

 

力川电气

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发表于:2011-05-09 21:42:17
47楼

楼主能否把5KHz电流环的电机参数公布一下? 如果方便的话,要是贴一下电流环阶跃响应的波形就更好了,高的电流环带宽能极大提升系统性能,但不是唯一的衡量标准。

参数相当的情况下,低压伺服性能要优于220V的伺服驱动器,做过的朋友有体会的。

一款小惯量的低压24V电机,60的法兰,空载,实测0~1000RPM,阶跃响应,无超调,响应时间5ms。

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发表于:2011-05-09 21:56:10
48楼
引用力川电气 的回复内容:

楼主能否把5KHz电流环的电机参数公布一下? 如果方便的话,要是贴一下电流环阶跃响应的波形就更好了,高的电流环带宽能极大提升系统性能,但不是唯一的衡量标准。

参数相当的情况下,低压伺服性能要优于220V的伺服驱动器,做过的朋友有体会的。

一款小惯量的低压24V电机,60的法兰,空载,实测0~1000RPM,阶跃响应,无超调,响应时间5ms。




3000转小惯量伺服, 无超调, 0到3000转, 17ms

力川电气

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发表于:2011-05-10 22:28:30
49楼

嗯,做到17ms已经不错了,还有提高的余地。

阶跃响应意味着不管是0~1000转,还是0~3000转,都是这个指标,前提条件是伺服器和电机的过载能力足够,可惜手上没有3000PM额定转速的低压伺服电机,无法实测。

看来楼主的电机参数和阶跃响应不方便公开呀。

电流环到底是高好还是低好,一点愚见就是还是要和速度环配合好,并不是一味的要提高电流环带宽,相反如果电流环带宽过宽,在低速情况下,手捏住,容易产生高频抖动,就是电流环Kp的高增益造成的(和速度环也有关系还有就是测速),反过来,提高增益不就是提高了电流环的带宽吗?但是提高了响应增加了系统的超调。

Fanuc系统中描述的加速度前馈能降低这种高频抖动,但是效果还是有限,不是根本的解决办法。

所以,不能一味的看电流环带宽,要结合阶跃响应和电机参数来调整。

当然我也是很期望达到5KHz带宽的,但是目前还达不到,认为楼主的实验很具有借鉴和参考意义,如果具有普遍的意义就更好,如果只在具体的参数条件下才能达到,也是一种学习。

junlyzou

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发表于:2011-06-22 12:24:24
50楼

有空关注一下这家公司,广东伊莱斯。

TellTruth

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发表于:2011-06-22 12:48:29
51楼
看界面像Copley驱动器的调试界面。

tyrone_xu

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发表于:2011-08-12 16:05:12
52楼
楼主你好
请教一个问题,您的电流环做到5khz之后,对于速度环的影响如何体现呢?
应该是在速度环达到几khz之后才能体现出来吧?
我前几天也做了一个FPGA实现的电流环,
8k的PWM周期,截止频率从原来的900hz提到1.8k。
但是非常失望的是,对于300hz的速度环几乎一点影响也没有。
现在想想也在情理之中,有个900hz的转矩滤波器死在那里,这样电流环除了补偿感应电势其他什么都没做。
速度环带宽又受到反馈分辨率限制,提不上去。
用了FPGA那么多资源,感觉是白做了,呵呵。


另外,to征:
您的计算有问题,I形系统,wc取决于-20db往-40db转折的那点的T。
您说的51.8度是指阻尼比为0.5的时候的相角余度吧?
陈伯伯书里写的,wc=0.786/T,那么按照T=25us,刚好是5khz呀,何况实际的T能比25us小。
其实FPGA电流环比DSP电流环的优点就在于减小了采样和输出之间的延时。


to力川电气:
速度环想达到5k,电流环必须5k以上,再加转矩前馈,打多少折取决于对控制对象的建模精度。
这个带宽我没做到过,我只是想想而已。^_^


再另外,我看到过的伺服驱动器,只有安川是把电流环放在ASIC里的。


再另外,其实在FPGA里实现算法其实并不是大家想象的那么困难。
前端设计讲究一些关于同步和异步的技巧,就不会出什么BUG。
算法的实现无非是速度和资源的平衡。


再另外,版主啊,我原来的帐号怎么哦被删了?

hhkhhk0224

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发表于:2011-08-30 10:29:16
53楼
卧槽,这速度环貌似是跟负载连接的唯一通道哇,不考虑负载情况咋个来讲带宽

haoyu2011

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54楼
to tyrone_xu:我是个新手,有个问题想向您请教一下。您的电流环截止频率的测量是不是用正弦激励的方式测的呢,是的话那您电流的幅值给定是怎么考虑的?我测量的时候,感觉幅值太小影响测量精度,太大又不能克服反电势对电流带宽的影响,麻烦您指导一下

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55楼
52楼: 陈伯时的书只讲原理性的东西!针对实际产品的设计,陈老的这本教材还是有很多没有详细阐述的地方。至少我的感觉是,每次翻翻这本教材都有结合实际自己感悟出的新体会。你不能说教材写的不好,只是个人的这些新体会在教材中不显眼的地方一带而过,而这些不显眼的文字或公式描述在实际产品的技术细节中很有用。就象那个带宽问题,我为什么可以算出那个数值出来,陈老的教材没有讲,你说我计算有问题,但是这种方法在实际中验证过了,理论计算和实际基本吻合。

波恩

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发表于:2011-10-18 20:10:34
56楼
控制系统的带宽一般是指小信号带宽,比如1%,至多5%,如果信号质量实在不好,或者信号台阶过大,也就不能勉强了。

onlylm2008

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发表于:2012-07-26 21:05:52
57楼

刚做出来的扫频功能:

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dujian03

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发表于:2012-07-26 21:54:14
58楼

高。

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因公司的发展需要,我公司需要再招一名电气维修工程师,主要维修变频器、PLC、西门子驱动或者模块、人机面板等工控产品,公司在浙江宁波,有意向的可以加QQ:122614387,技术强硬待遇优良,欢迎来信。

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onlylm2008

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发表于:2012-07-30 00:20:54
59楼

怎么看不见回复???

hzhpl

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60楼
   需要加紧学习下……

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