微小位移伺服控制过程速度曲线图 点击:5397 | 回复:74



PLC酷客

    
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发表于:2013-11-14 12:23:53
楼主

微小位移伺服控制过程速度曲线图


系统最大速度为Vmax=1000mm/s,加减速时间为100ms, 即加速度为a=10m/(s*s),当位移大于64mm时,即有梯形V-T曲线,而当行程小于64mm时,即会是绿色曲线而我想要在小行程时的是粉色的曲线,即保持加速度不变,即需要改变加减速时间,当行程足够小时,如1mm,加减速时间即为10ms,若是0.01mm时,即加减速时间即为1ms,不知我这样做会不会引起什么不良的后果?前几天坏了个驱动器,不知是不是这样改动的后果?

 前几天坏了个驱动器,不知是不是这样改动的后果?

1、行程小的时候,最大的问题是,电机启动时的频率设置问题;

2、如果驱动器启动频率、电压设置的大,电机启动瞬间电流大!

3、所以微行程采用绿色速度曲线,即驱动器是在低频率、低电压,电机是在低速度下运行;

4、实际上我们画的速度曲线图,不是实际运行速度曲线图,实际运行曲线图是S曲线形,这样微距离运行,只能是绿色曲线的情况,而不能是粉色曲线的样子!



5、这才是正确的S形速度曲线图,这样在微距离时,加、减速度是在S形控制范围内,是安全的。

6、如果你要在微距离控制时,设置加、减速度,离开S形控制的范围,电机过流时间短不会烧,驱动器短时过流会烧坏!




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刘志斌

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21楼

7、主楼的“答”,是从S曲线的角度,讲系统加速度不能突变,而是从小到大,或从大到小变化的,这样在微小位移的运动控制中,速度曲线如图绿色三角形那样,不会出现加速度过大,电机电流过大,烧坏驱动器的情况!

刘志斌

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发表于:2013-11-17 00:21:57
22楼

8、那么S曲线怎么形成的,S曲线是电流闭环限制延迟电机电流突变而产生的!

笨鳥慢飛

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发表于:2013-11-17 01:49:25
23楼

樓主的圖 各人認為有問題的是 藍色T形圖應該比三角形的低些 並且T形的面積與三角形是相同

這樣的圖就與老劉的解釋是符合的 可是老劉的圖是錯的

同樣的系統 同樣的位移 縮短加減速時間 造成系統慣量過大 也造成過載(過電流) 不信去量驅動器的電流值 你就會發現這電流都是尖點(尖峰電流)


微小位移 其綠色三角形圖改成T形圖 與紫色三角形面積相同 道理同上 有做過標籤印刷機的朋友就知道 你印刷的長度越大 張數越少 但線速度高於印刷長度小的

笨鳥慢飛

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发表于:2013-11-17 01:56:31
24楼

引用 x_p_zhang 的回复内容:         楼主的理解应该没有问题,因为加速曲线实...


你的說明正是極慢速的控制 也就是為何 現今的伺服採用高解析度的編碼器的原因

刘志斌

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发表于:2013-11-17 10:20:20
25楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容: 

……樓主的圖 各人認為有問題的是 藍色T形圖應該比三角形的低些 並且T形的面積與三角形是相同... 


1、这个图,表示几个行程不等的速度曲线,加减速时间怎么设置的问题;

2、既然是行程不等的速度曲线,速度曲线的面积由大到小分别是梯形、大三角形、小粉三角形,他们的加减速时间设置相同,加速度相同;

3、笨鸟讨论问题,要仔细理解题意,不要东拉西扯,张冠李戴,信口开河!

刘志斌

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发表于:2013-11-17 10:24:04
26楼

4、13楼的图中,红色小三角形,是按行程小,加减速时间设置缩小,造成加速度增大、电机电流增大的情况,这个图回答了“当行程足够小时,如1mm,加减速时间即为10ms,若是0.01mm时,即加减速时间即为1ms,不知我这样做会不会引起什么不良的后果?”的问题;

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发表于:2013-11-17 20:50:32
27楼

微小位移伺服控制过程速度曲线图


系统最大速度为Vmax=1000mm/s,加减速时间为100ms, 即加速度为a=10m/(s*s),当位移大于64mm时,即有梯形V-T曲线,而当行程小于64mm时,即会是绿色曲线而我想要在小行程时的是粉色的曲线,即保持加速度不变,即需要改变加减速时间,当行程足够小时,如1mm,加减速时间即为10ms,若是0.01mm时,即加减速时间即为1ms,不知我这样做会不会引起什么不良的后果?前几天坏了个驱动器,不知是不是这样改动的后果?

前几天坏了个驱动器,不知是不是这样改动的后果?

1、行程小的时候,最大的问题是,电机启动时的频率设置问题;

2、如果驱动器启动频率、电压设置的大,电机启动瞬间电流大!

3、所以微行程采用绿色速度曲线,即驱动器是在低频率、低电压,电机是在低速度下运行;

4、实际上我们画的速度曲线图,不是实际运行速度曲线图,实际运行曲线图是S曲线形,这样微距离运行,只能是绿色曲线的情况,而不能是粉色曲线的样子!



5、这才是正确的S形速度曲线图,这样在微距离时,加、减速度是在S形控制范围内,是安全的。

6、如果你要在微距离控制时,设置加、减速度,离开S形控制的范围,电机过流时间短不会烧,驱动器短时过流会烧坏!


如果讨论的是伺服的位置控制,不管是驱动器自己做位置控制、还是上位机做位置控制,对于楼主的这些分析,只能说不得要领、闭门造车!


“电机启动时的频率设置问题”,这个东西真不知道楼主上哪学习的? 在伺服驱动器中, 特别是永磁同步电机的伺服驱动器,从没有这个说法!


“如果驱动器启动频率、电压设置的大,电机启动瞬间电流大!” 请问驱动器的手册里有设置“驱动器启动频率、电压设置”的菜单和参数吗?

如果没有这两个参数, 请问你怎么设置、那么实现?

如果有,麻烦你把这款伺服驱动器给“宣传”一下。


1和2中的你两个基本问题都不清楚, 其余的也不必讨论了!



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发表于:2013-11-17 21:02:54
28楼

如果是伺服做速度控制,最好不要用那些位置的数据如64mm来分析,在不同的参数设置和负载作用下,加减速跟这些位置数据没有必然的关系。


一款好的伺服驱动器, 在允许的过载范围内是不会发生硬件损坏等现象的,跟驱动器的运行状态没有关系,要理解伺服不是变频器。


驱动器有过流、过载保护。


如果驱动器设计的有问题, 那硬件损坏是正常的!

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发表于:2013-11-17 21:05:50
29楼

鉴于最近胡言乱语的很多,我不想进一步的进行详细的技术探讨!


如果论坛的环境适合进行技术问题探讨,再讨论也不迟!

x_p_zhang

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发表于:2013-11-17 22:38:33
30楼

回复内容:

对: 征  

鉴于最近胡言乱语的很多,我不想进一步的进行详细的技术探讨!

如果论坛的环境适合进行技术问题探讨,再讨论也不迟!


        这是个问题,论坛的环境确实不太好。

        就像一个论坛本来是讨论高等数学的,却总有人把什么问题都扯到初等数学问题上去,说什么乘法除法都是个错误, 那是很烦人。

        只不过论坛是公共场合,也只能这样。

刘志斌

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发表于:2013-11-18 10:05:04
31楼

引用 x_p_zhang 的回复内容: 

  ……     

 加速度对应力矩,力矩对应电流,而在电流环中,因为电机电感的存在,电流的建立需要时间,电流环带宽越高,这个建立的时间就越短,力矩动态性就越好。

 ……


1、上述观点,在运动控制中是个十分错误的观点;

2、 电动机的电感电流,是无功电流,不是转矩电流,“电流环”对这个无功电流无调节作用;

3、“电流闭环”调的是有功电流,即转矩电流;

4、“电流闭环”是怎么调转矩电流的?

刘志斌

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发表于:2013-11-18 10:23:43
32楼

5、先说说“转矩电流”在哪儿?

1)举例说,异步交流电机的转矩电流就是转子绕组的电流,它是转子绕组切割旋转磁场磁力线产生的感应电流!

2)转子速度n2与旋转磁场的转速n1同步时,这个感应电流就没有了,转子电磁转矩为零;

3)所以转子的速度n2<旋转磁场的转速n1,转差△n=n1- n2越大,转矩电流越大;

4)由于定子绕组与转子绕组的磁势平衡,所以定子绕组的电流的磁势N1 I1与转子电流的磁势N2 I2总是相等的,所以定子的电流I1跟随转子的转矩电流I2变化,定子的这个电流I1就是转矩电流;

 

刘志斌

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发表于:2013-11-18 10:34:32
33楼

6、“电流环”是怎么调电流的?

1)因为转差△n=n1- n2越大,转矩电流越大,所以“电流环”调节转矩电流的方法就是调转差的大小;

2)举例说,电机的电流大于给定电流时,“电流环”就调低频率f,调低n1,使转差△n=n1- n2,减小,电机电流减小,这样实现电机电流等于给定电流;

3)举例说,电机的电流小于给定电流时,“电流环”就调高频率f,调高n1,使转差△n=n1- n2,增大,电机电流增大,这样实现电机电流等于给定电流;

笨鳥慢飛

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发表于:2013-11-18 10:35:41
34楼

回复内容:

对: 刘志斌 引用 笨鳥慢飛 的回复内容: ……樓主的圖 各人認為有... 内容的回复!


老劉你自己不懂就不要亂講話 我上面有提出驗<此处内容被屏蔽>(檢查)的方法 我還拿出標籤印刷機的例子 這都是我做過的項目 請問哪一項在張冠李戴

網友芳季至少還看出問題 "当行程足够小时,如1mm,加减速时间即为10ms,若是0.01mm时,即加减速时间即为1ms" 行程縮小100倍 但加減速確提高10倍(綠色三角形的斜率要大於梯形的斜率)_ 圖顯然是畫錯了  你阿還錯上加錯 難怪我老是說 你學的是"誤理" 非物理

刘志斌

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发表于:2013-11-18 10:44:34
35楼

7、那么“速度环”调速度时,也会同时调电流、调转矩?

1)是的!“速度环”也是调频率f的,也是调转差△n=n1- n2大小的,也是调转矩电流的,只是它调节的目的,使电机速度恒定,电流环是使电机电流恒定而已!

2)举例说,电机的速度大于给定速度时,“速度环”就调低频率f,调低n1,使转差△n=n1- n2,减小,电机电流减小,电机转矩减小,电机速度减小,这样实现电机速度等于给定速度;

3)举例说,电机的速度小于给定速度时,“电流环”就调高频率f,调高n1,使转差△n=n1- n2,增大,电机电流增大,电机转矩增大,电机速度增大,这样实现电机速度等于给定速度;   

4)所以速度闭环工作时,也是调电流、调转矩,是电机速度达到需要的速度;

5)所以速度闭环工作时,不需要电流环“帮忙”调电流 ;

6)所以速度闭环和电流闭环用的是“同样的”PID频率调节器,只是给定与检测的对象不同,没有“带宽”等区别!

 

x_p_zhang

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发表于:2013-11-18 10:47:20
36楼

回复内容:

对: 刘志斌  

 1、这个观点,在运动控制中是个十分错误的观点;

2、 电动机的电感电流,是无功电流,不是转矩电流,“电流环”对这个无功电流无调节作用;

3、“电流闭环”调的是有功电流,即转矩电流;

4、“电流闭环”是怎么调转矩电流的?

5、先说说“转矩电流”在哪儿?

1)举例说,异步交流电机的转矩电流就是转子绕组的电流,它是转子绕组切割旋转磁场磁力线产生的感应电流!


        现在的伺服,多数都是永磁同步电机,矢量控制,定子电流*sin功角就是转矩电流。

        不但可以实时控制转矩电流,还可以弱磁呢。

        不过说这些有一个前提,那就是:矢量控制不是个谎言。

        矢量控制的双电流(id、iq)闭环不但可以控制无功电流,还可以控制功率因素。

 

刘志斌

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发表于:2013-11-18 10:59:30
37楼

8、那么交流同步电机、直流电机的“电流闭环”、“速度闭环”也是上面说的情况吗?

1)当然是一样的;

2)举例说交流同步电机:

A、举例说,电机的电流大于给定电流时,“电流环”就调低频率f,调低n1,使功角减小,电机电流减小,这样实现电机电流等于给定电流;

B、举例说,电机的电流小于给定电流时,“电流环”就调高频率f,调高n1,使功角增大,电机电流增大,这样实现电机电流等于给定电流;

 

刘志斌

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发表于:2013-11-18 11:03:09
38楼

3)举例说直流电机:

A、举例说,电机的电流大于给定电流时,“电流环”就调低直流电压,电机电流减小,这样实现电机电流等于给定电流;

B、举例说,电机的电流小于给定电流时,“电流环”就调高直流电压,电机电流增大,这样实现电机电流等于给定电流;

 

刘志斌

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发表于:2013-11-18 11:06:24
39楼

9、只要是调速电机,电流环、速度环都用的是同样的PID调节器,调节过程没有差别,调节物理对象不同而已!

 

x_p_zhang

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40楼

引用 刘志斌 的回复内容:

8、那么交流同步电机、直流电机的“电流闭环”、“速度闭环”也是上面说的情况吗?

1)当然是一样的;

2)举例说交流同步电机:

A、举例说,电机的电流大于给定电流时,“电流环”就调低频率f,调低n1,使功角减小,电机电流减小,这样实现电机电流等于给定电流;

B、举例说,电机的电流小于给定电流时,“电流环”就调高频率f,调高n1,使功角增大,电机电流增大,这样实现电机电流等于给定电流;


        既然是同步电机,定子频率和转子转速就是对应的,所以速度环控制频率即转速,不是电流环控制频率,当然电流环动态地控制功角是真的。

        不能用VF的思路来理解矢量控制,VF是不管转子位置的,只管定子,而FOC则时刻监视转子位置,通过电流id、iq双闭环控制功角(比如最常用的90度)和电流的大小。

        在稳态的时候,VF和FOC差不多,只是VF的功率因素一般会差一些,因为功角不一定刚好。

        但在动态的时候,FOC可以准确控制电流功角和大小,即可准确实时控制力矩,而VF在动态的时候功角不受控,力矩无法实时控制,甚至有可能超限而失调。所以做伺服,当然用FOC。

        电流环的电流控制能力决定了力矩控制能力,所以电流环带宽,不但有,还很重要!


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