EtherCAT总线轴,如何外接第二编码器,做全闭环? 点击:138 | 回复:10



M默

    
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发表于:2021-09-16 10:46:44
楼主
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不计划采用支持第二编码器的EtherCAT总线伺服,想在运动控制器端做全闭环。目前采用的翠欧运动控制器,由于翠欧不是很开放,所以EtherCAT伺服运行在开环速度模式,根据编码器的位置反馈来调节伺服的速度。请问各位大佬有没有什么高招,谢谢




Arptor

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发表于:2021-09-16 14:49:55
1楼

Trio还不够开放?

自己还没完全掌握就别乱下结论,Trio本身就已经内置了全闭环的支持。


另外全闭环的本质是用一个最近控制对象的MPOS作为PID的反馈信号源,而非电机的MPOS。所以还可以通过User_PID实现。


USER_PID可以随便指定反馈信号,全闭环算什么?你甚至可以多个信息(电机编码器、外置编码器,甚至其它的温控信息)进行计算处理后后作为单一反馈信号进行PID运算。


gaoyingchun

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发表于:2021-09-16 15:44:27
2楼

既然做闭环,需要有反馈信号,可以在负载端装编码器,编码器反馈接到Trio卡

乖乖小笨熊

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发表于:2021-09-16 15:54:16
3楼

EtherCAT总线伺服,目前在响应速度明显低于V90之类,而且稳定性也低于CC-LINK-IE之类,目前EtherCAT总线伺服还有待更改的更好

M默

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发表于:2021-09-16 20:51:28
4楼

"Arptor" 的回复,发表在1楼
        对内容: 【Trio还不够开放?自己还没完全掌握就别乱下结论,Trio本身就已经内置了全闭环的支持。另外全闭环的本质是用一个最近控制对象的MPOS作为PID的反馈信号源,而非电机的MPOS。所以还可以通过User...】进行回复:

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首先感谢大佬提供的思路,每一个总线轴确实都是一个闭环轴,我的习惯让我认为电机本身的位置闭环是半闭环,加了机械结构后的反馈才称为全闭环。

翠欧不够开放指的是,如下图位置闭环示意图,我目前没有找任何计算公式和每一个参数内部存储器地址的相关资料,除此以外其他功能的算法和一些硬件手册根本不开放 。请问大佬,您哪里有相关资料可以分享吗?谢谢

Servo Loop Diagram_00.png

M默

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发表于:2021-09-16 20:53:47
5楼

"gaoyingchun" 的回复,发表在2楼
        对内容: 【既然做闭环,需要有反馈信号,可以在负载端装编码器,编码器反馈接到Trio卡...】进行回复:

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感谢您的回复,第二编码器就是反馈负载端的信息,接在了总线控制器的编码器接口上。

M默

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发表于:2021-09-16 20:59:17
6楼

"乖乖小笨熊" 的回复,发表在3楼
        对内容: 【EtherCAT总线伺服,目前在响应速度明显低于V90之类,而且稳定性也低于CC-LINK-IE之类,目前EtherCAT总线伺服还有待更改的更好...】进行回复:

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感谢您的推荐,我也了解一下这类总线

Arptor

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发表于:2021-09-17 15:00:12
7楼


ADD_DAC,ADDAX,这是全闭环要用到的命令。大概的思路是你的电机弄到axis0,编码器设到axis1,然后通过ADD_DAC,ADDAX使2者连接起来。具体怎么用可以联系Trio中国的工程师,Ethercat使用上会跟模拟量+编码器闭环可能有一些区别,Trio Ethercat的全闭环我还没实践过,但是肯定是可以的。


全闭环的实现有很多种,别拘泥于一两个命令。

比如,电机的编码器输入和电机的速度模拟量输出接到AXIS0,载荷(也就是全闭环的光栅)的输入接到AXIS1,然后用上面2个命令把Axis0和axis1组成全闭环。

我就没这么做。我直接到光栅接到AXIS0的编码器口(载荷位置为闭环信息输入),模拟量输出不变还是axis0(电机执行器的速度环为输出)。这样连什么命令都没用就成了全闭环,还省了一个轴axis1的钱。


还有一个思路是把MPOS或者用算法计算好的编码器信息弄到VR0,通过USER_PID处理输出到VR1,再用VR1的数输出到电机速度。


"M默" 的回复,发表在4楼
        对内容: 【"Arptor" 的回复,发表在1楼        对内容: 【Trio还不够开放


雪夜守护者

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发表于:2021-09-17 15:06:22
8楼

写在前面:入行没有几年,很多东西还处在学习阶段,说的不对的、不到的地方,欢迎各路大佬指点斧正。

然后关于问题:

首先,总线型控制的运控系统其优势是轴数量多,运动控制器只负责联动插补运算,单一轴精度完全交由伺服驱动器负责。虽说EtherCAT堪称世界最快总线这一点没毛病,但是毕竟总线通讯还是有延迟。利用总线型控制去弥补单轴精度与其基础思路相违背。目前第二反馈可能的方案是找一个编码器反馈信号与EtherCAT通讯的转换模块或者支持EtherCAT的光栅/编码器,但我觉得可能性很低,因为“第二反馈接入控制器提升单轴精度”与总线型“少线多轴,驱动器卡精度,控制器算插补”的基础思路有悖。可以上Beckhoff的官网看一看有没有相应的转换模块,毕竟EtherCAT是他们开发的,他们没有那应该就是没有了。

其次,你上面回复的“全闭环”“半闭环”的概念是没有毛病的,当然把“半闭环”叫成“开环”其实也没错,但是交流起来可能会比较麻烦,就像步进也是伺服电机,但一般说伺服电机都是指永磁同步一样。这些名词并不一定准确、正确,但大家习惯这么叫了,交流就比较方便。

最后,如果半闭环不能达到性能指标,轴数过多坚持EtherCAT总线的话,双反馈的驱动器应该是唯一解决方案。因为在总线型架构中运动控制器本身不是用来参与单轴精度计算的。假设真的有EtherCAT-编码器信号转换模块,和驱动器放在一起,物理上不就是一个双反馈驱动器了么?只不过精度计算是放在控制器还是放在驱动器里执行的区别了。如果一定要运动控制器参与单轴精度(轴数少的情况下),我觉得换成其他控制形式的结构比较好,比方说用PMAC外接一个绝对值信号的光栅,然后以差分模拟量的形式下达指令到驱动器,这样控制器除电源外要接至少10根线,但是其实时性要比总线型控制更好,也更容易出效果。


M默

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9楼

"Arptor" 的回复,发表在7楼
        对内容: 【ADD_DAC,ADDAX,这是全闭环要用到的命令。大概的思路是你的电机弄到axis0,编码器设到axis1,然后通过ADD_DAC,ADDAX使2者连接起来。具体怎么用可以联系Trio中国的工程师,...】进行回复:

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好的 ,感谢!!!

M默

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发表于:2021-09-18 10:22:53
10楼

"雪夜守护者" 的回复,发表在8楼
        对内容: 【写在前面:入行没有几年,很多东西还处在学习阶段,说的不对的、不到的地方,欢迎各路大佬指点斧正。然后关于问题:首先,总线型控制的运控系统其优势是轴数量多,运动控制器只负责联动插补运算,单一轴精度完全交由...】进行回复:

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好的,感谢!!!


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