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要求两套电机的稳态同步误差小于10角秒现实不 点击:1418 | 回复:26



renjamin

    
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发表于:2012-03-26 11:30:25
楼主

大家好,现在两台直驱转台装置控制需要同步稳态跟踪误差小于10角秒,这个指标现实不。直驱转台口径300毫米,负载20KG。编码器和驱动器等指标需求也麻烦建议一下.万分感谢

要是指标改为50角秒呢?有推荐产品或方案的麻烦留下联系方式。

////////////////////////

看了大家的回复,对我之前没说清楚的几点表示一下歉意。

上面所说的同步稳态跟踪误差指的是:在最大180rpm的情况下,连个转台以同一的固定的速度同时运转,要求两台转台的指向同步精度在10或者50角秒范围之内。

谢谢各位的热心参与!



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renjamin

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发表于:2012-03-26 21:01:50
1楼
没人知道么,有猜想的也可以讨论一下

波恩

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发表于:2012-04-05 19:52:15
2楼

小于10角秒的同步稳态跟踪误差,系统的控制精度就得远优于10角秒,这样的系统成本可不低,直驱电机和驱动器可能不是首要问题,上位控制很重要,高精度的圆光栅或角度编码器,还有高精度的转台轴承,成本都不菲。

50角秒的稳态还算贴谱,但别求动态,动态的关键不在反馈和机械,在于上位控制。

芝麻开门

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发表于:2012-04-05 21:15:48
3楼

楼主说的同步稳态跟踪误差可是两个驱动轴轴之间的误差?不是指令和执行的误差吧?

后者就免谈了。如果是前者,假设你说的角秒是机械角度吧,可以算算。

10角秒/(360*60*60),也就是同步误差=1/129600,超过十万分之一!!!

即使50角秒也是1/25920,超过2万分之一。

编码器精度要求至少4倍以上,就是分别为519400、103680的分辨率。

如果在最理想的情况下可以达到,包括编码器精度、驱动器本身的环路调节参数、调节精度、电机响应时间、连轴机械间隙、负载的大小和均匀性、惯量的大小及一致性、指令的同步性、驱动器控制窗口时间的同步等等。。。。。。

实际上说了一大堆,达到楼主的要求很难很难很难。。。。。

 

ACScontrol

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发表于:2012-04-05 21:28:02
4楼

"现在两台直驱转台装置控制需要同步稳态跟踪误差小于10角秒,这个指标现实不。"------缺乏对DDR这块控制的经验,但我觉得楼主的要求对上位控制来说一定要擅长两方面,一是尤其擅长直驱的控制,二是尤其擅长实时纠偏的交叉解藕的同步控制!

     我和波老大有些不同意见,我觉得机械和直驱电机也都比较重要,当然高精度的圆光栅和转台轴承也必不可少.我觉得机械是高精度控制的一个基础,机械上无法保证的话高精度控制就无从谈起.对于直驱电机,可能无齿槽效应的比有齿槽效应的控制效果要好些,当然如果是推力比较大的话齿槽效应可能无法避免,不过也有消弱齿槽效应的方法.

      如果楼主有兴趣的话,我觉得可以聊聊,高精度的直驱控制我也有些兴趣,呵呵........

ACScontrol

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发表于:2012-04-05 22:16:53
5楼

"指令的同步性、驱动器控制窗口时间的同步"----这个不是问题;

"编码器精度,惯量的大小及一致性"---这个在前期选型就要考虑到;

 

楼主的2个转台之间有耦合否?速度如何?

      想来想去我觉得难点可能有2块,一是机械上如何搭出靠谱的相应精度的转台来,而且2台还要相差无几,第二才是控制,当然这之前就具体要求选型还要靠谱,是挺难.

      另外这么高精度的要求是否有必要是是气浮的?我觉得楼主保50角秒,目标10角秒可能更靠谱些,呵呵.......

波恩

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发表于:2012-04-06 08:19:36
6楼

“机械是高精度控制的一个基础,机械上无法保证的话高精度控制就无从谈起”———认同!没有高精度的加工和装配结果,再高精度的转台轴承和反馈也无济于事!

芝麻开门

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发表于:2012-04-06 09:51:21
7楼

基于广义的稳态状态(包含静止、稳速、甚至匀加速状态),以上讨论还有点意义。

如果是动态工作状态(随机加减速)别说10角秒就是50角秒都是不现实的。不知道楼主这个指标是用在哪个场合下?这些指标要求是否有必要?

renjamin

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发表于:2012-04-10 10:27:11
8楼

回复内容:
对:波恩关于小于10角秒的同步稳态跟踪误差,系统的控制精度就得远优于10角秒,这样的系统成本可不低,直驱电机和驱动器可能不是首要问题,上位控制很重要,高精度的圆光栅或角度编码器,还有高精度的转台轴承,成本都不菲。50角秒的稳态还算贴谱,但别求动态,动态的关键不在反馈和机械,在于上位控制。内容的回复:


您好,我说的意思就是两部转台同时运行,转速最大180rpm.要求两个转台具有相同的指向 ,指向偏差范围为100角秒。这个情况应该就是您说的“动态”吧。这种情况是不是基本没法实现?

renjamin

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发表于:2012-04-10 10:31:46
9楼
回复内容:
对:芝麻开门关于楼主说的同步稳态跟踪误差可是两个驱动轴轴之间的误差?不是指令和执行的误差吧?后者就免谈了。如果是前者,假设你说的角秒是机械角度吧,可以算算。10角秒/(360*60*60),也就是同步误差=1/129600,超过十万分之一!!!即使50角秒也是1/25920,超过2万分之一。编码器精度要求至少4倍以上,就是分别为519400、103680的分辨率。如果在最理想的情况下可以达到,包括编码器精度、驱动器本身的环路调节参数、调节精度、电机响应时间、连轴机械间隙、负载的大小和均匀性、惯量的大小及一致性、指令的同步性、驱动器控制窗口时间的同步等等。。。。。。实际上说了一大堆,达到楼主的要求很难很难很难。。。。。 内容的回复:

说的还真是两个轴之间的跟踪误差,编码器分辨率算下来却是需要个十万线左右。看您的分析,感觉确实很难。但若非要尝试的话,有戏没?对了,转速最大180rpm

renjamin

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发表于:2012-04-10 10:36:43
10楼
回复内容:
对:ACScontrol关于"指令的同步性、驱动器控制窗口时间的同步"----这个不是问题;"编码器精度,惯量的大小及一致性"---这个在前期选型就要考虑到; 楼主的2个转台之间有耦合否?速度如何?      想来想去我觉得难点可能有2块,一是机械上如何搭出靠谱的相应精度的转台来,而且2台还要相差无几,第二才是控制,当然这之前就具体要求选型还要靠谱,是挺难.      另外这么高精度的要求是否有必要是是气浮的?我觉得楼主保50角秒,目标10角秒可能更靠谱些,呵呵.......内容的回复:

您好,两个转台要求同步运行,具有相同的指向。速度最大180rpm。精度要求预期的很高,是气浮不是还没考虑。现在关键是想求助大家看看这个方案是否可行,有什么具体方案,或者可近似满足的方案讨论一些,谢谢您的回复

renjamin

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发表于:2012-04-10 10:38:54
11楼
回复内容:
对:芝麻开门关于基于广义的稳态状态(包含静止、稳速、甚至匀加速状态),以上讨论还有点意义。如果是动态工作状态(随机加减速)别说10角秒就是50角秒都是不现实的。不知道楼主这个指标是用在哪个场合下?这些指标要求是否有必要?内容的回复:


我说的同步指的是稳定的单一速度运行情况下,两台转台分别启动,给一定的时间让其达到指定速度并实现指向角度上的同步。

波恩

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发表于:2012-04-10 13:44:24
12楼

在“芝麻开门”所说的基于广义的稳态状态(包含静止、稳速、甚至匀加速状态)下做到100角秒以内的同步精度原则上没有问题,做到10角秒不好说。

 

另,两个转台之间有机械连接关系吗?

ACScontrol

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发表于:2012-04-10 13:59:29
13楼
"我说的同步指的是稳定的单一速度运行情况下,两台转台分别启动,给一定的时间让其达到指定速度并实现指向角度上的同步。"---------这样看来2台转台之间是没有机械连接的.我觉得如果是同步误差控制在50角秒的话,再有转速180rpm,貌似不低,但如果控制好匀速时的速度波动,再实时的去纠正两轴的同步误差应该不是问题.

renjamin

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发表于:2012-04-10 16:06:40
14楼
回复内容:
对:波恩关于在“芝麻开门”所说的基于广义的稳态状态(包含静止、稳速、甚至匀加速状态)下做到100角秒以内的同步精度原则上没有问题,做到10角秒不好说。 另,两个转台之间有机械连接关系吗?内容的回复:

您好,两个转台之间没有机械连接关系。您说的 100角秒以内没有问题,10角秒不好说。那么大概会是怎么样一个跟随精度?谢谢

renjamin

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发表于:2012-04-10 16:11:23
15楼
回复内容:
对:ACScontrol关于"我说的同步指的是稳定的单一速度运行情况下,两台转台分别启动,给一定的时间让其达到指定速度并实现指向角度上的同步。"---------这样看来2台转台之间是没有机械连接的.我觉得如果是同步误差控制在50角秒的话,再有转速180rpm,貌似不低,但如果控制好匀速时的速度波动,再实时的去纠正两轴的同步误差应该不是问题. 内容的回复:

对,这个系统中的关键问题就是两个转台的同步性,要实现这样的精度,转速均匀度指标应该朝着多高去努力?还有纠正两轴的同步误差是需要上位机有较高的控制性能吧。实现起来对系统机械精度等指标要求应该也是蛮高的。您接触过相关类似的项目没,实现效果理想吗,谢谢

ACScontrol

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发表于:2012-04-10 16:57:23
16楼

"这个系统中的关键问题就是两个转台的同步性,要实现这样的精度,转速均匀度指标应该朝着多高去努力?"--------转速的均匀性当然越高越好,也就是控制好匀速时的跟随误差,具体要求多高得仔细核算.

 

"还有纠正两轴的同步误差是需要上位机有较高的控制性能吧"--------是的,需要上位控制卡有很高同步误差采集与刷新频率.

 

"实现起来对系统机械精度等指标要求应该也是蛮高的。您接触过相关类似的项目没,实现效果理想吗"-----接触过,有客户曾要求过很高速度稳定性,也接触过10nm分辨率的气浮龙门平台,最终定位精度要求很高,机械精度要求确实都很高,不过要求都达到了.

 

      我个人觉得你这2个转台要求同步,而且要求很高,好在两转台之间没有机械连接.不过对机械要求还是很高!高精度的转台轴承,合适分辨率的高精度圆光栅,而且这么大个的DDR电机肯定有齿槽效应,控制上如何去消除或者减弱齿槽效应等等.......

ACScontrol

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发表于:2012-04-10 17:23:15
17楼
楼主的转台是已经做好了还是将要做?不管是将要做还是准备做,是准备买散件,圆光栅,动定子等等自己组装,还是整体买?另外你的应用场合呢?这些很重要,还有你的负载情况.

renjamin

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发表于:2012-04-10 19:53:38
18楼

回复内容:
对:ACScontrol关于楼主的转台是已经做好了还是将要做?不管是将要做还是准备做,是准备买散件,圆光栅,动定子等等自己组装,还是整体买?另外你的应用场合呢?这些很重要,还有你的负载情况. 内容的回复:



还没有开始做,现在有个项目,有人提出这么个方案,我在这里请各位高人指点一下看可行性怎么样,不行就得另想辙了。要做肯定得自己组装,因为负载得自己设计,应用场合的话,对外部体积有较严格限制,供电是直流,重量还要求不可过重。负载是就如上面说的约20Kg的物体。运行环境整体外部还会有些震动。总之自己感觉都很难

要是这个方案避不开了,就要请高手来做了,呵呵

波恩

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19楼
建议先咨询专业公司,比如西门子,力士乐,Etel,IDAM等做直驱力矩电机的业内企业。

ACScontrol

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发表于:2012-04-10 21:45:53
20楼

要是以前有组装经验还好,如果没有的话要求又这么高,确实非常困难!外部体积严格限制,直流供电,重量不可过重应该都还好解决,关键是负载(虽然是20Kg)还是有不少说法的,另外"运行环境整体外部还会有些震动"----是低频,中频还是高频?大概多少HZ?

     从控制这块讲不管是速度稳定性还是同步精度抑或外部振动,都有办法解决,但是这里面还有好多好多细节问题,如果有可能的话我可以组织几个人去和你谈谈,呵呵........先谈一轮看看如何?

      另外一直没有多少调试DDR电机的经验,最近几天可能会有一台组装好的中空大DDR电机要测试,刚好看看是否可以按你的要求来调试看看效果,呵呵......


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