5 votos

¿Puede un motor ' movimiento s mejorar a cualquier resolución arbitraria?

Para un proyecto que estoy trabajando, necesito la rotación del motor en muy pequeños incrementos, mi resolución es de unos ~0,15 grados al mínimo la rotación de paso.

Por supuesto, la mayoría de los motores de razonable costo de no ofrecer una gran precisión, por lo que estoy tratando de ver si puedo llegar a mi meta con circuito cerrado a la circulación con un bajo costo de motor.


Digamos que tengo acceso a los datos de salida de un codificador que puede medir la rotación a mi resolución requerida (es decir, hasta 0,15 grados incremental ángulo).

Mi pregunta es entonces: ¿Es posible interfaz de un codificador (sus datos formando un bucle de retroalimentación) a través de un microcontrolador a un motor, y llegar a cualquier resolución deseada, o hay motor-mecánica de los límites a la precisión alcanzable?


En términos de motor de elección para este método en particular:

  • Motores paso a paso: supongo motores paso a paso no son una opción, ya que están diseñados para moverse en ciertas tamaño de los pasos y, a pesar de mis encoder, me puede indicar el paso a paso, para dejar en entre los pasos.

  • Estándar de los motores de DC: ¿puedo utilizar mi codificador de datos y, a continuación, hacer un lazo PID para mover el motor y la zona en el objetivo de la posición angular de cada momento? Supongo que el tiempo de adaptación puede ser demasiado largo?

  • Servos: ¿puedo añadir mi propio control de bucle cerrado utilizando mi codificador además, o reemplazando el bote de un hoteles de servo con baja resolución? Por lo tanto conseguir que se mueva/paso a mi objetivo el mejoramiento de la resolución. O hay específicas para el diseño de los límites a la precisión con que un determinado servo se puede mover, que no puedo superar?

4voto

silverbolt Puntos 18

Es posible micropasos motores paso a paso. Si usted consigue los drivers correctos, se pueden interpolar los pasos en un gran número de subdivisiones. He visto a los conductores que se pueden hacer de 256 micropasos por paso. Con 1,4 grados por paso bastante estándar de la figura, sólo se necesita ~10 micropasos por paso para obtener 0,15 grados por micropasos. 8 micropasos a dar 0.175 grados por paso, y usted puede conseguir todo en uno de microstepping controlador de fichas de Allegro que puede hacer hasta el 8 de micropasos por paso. He utilizado el Allegro 3977 hace un par de años para un proyecto. 16 o 32 micropasos por paso a dar 0.0875 o 0.04375 grados por paso, que debería ser más que suficiente.

3voto

Umayr Puntos 113

Una forma de hacerlo podría ser con una caja de cambios. Por ejemplo, si pones un 10:1 caja de cambios en la salida de este motor, luego de 10 revoluciones del motor a dar 1 vuelta en la salida de la caja de cambios. De esa manera, si sólo son capaces de controlar la posición de su motor para dentro de 1 grado, la salida de la caja de cambios teóricamente, ser capaz de colocarse dentro de 0,1 grados.

Digo teóricamente, porque reductoras han contragolpe, que es un término para el juego entre los dientes de los engranajes. Esto reduce la exactitud de su eje de salida. Industrial cajas de cambios de la lista de este juego como una especificación, que se puede tomar en cuenta en su diseño. Sin embargo, la mayoría de los aficionados de cajas de cambios que yo he visto no especificar el juego, así que usted puede tener problemas para encontrar un bajo costo de la caja de engranajes con una reacción lo suficientemente pequeño como para su aplicación.

Cuando se especifica, el juego aparece como la cantidad de variabilidad en el eje de salida. Por ejemplo, uno industrial servo-clasificado 10:1 caja de cambios tiene una salida de contragolpe, de 5 de arco-minutos, o 0.083 grados.

2voto

KayJay Puntos 26

Usted no mencionó lo de min y max de la velocidad que se requiere. Supongo que usted no quiere hacer cualquier compromiso en cualquier parámetro ;-)

Con el paso a paso y microstepper conductor puede alcanzar más de 0,15 grados de resolución. Pero ¿cuál es la precisión ? Probablemente mal porque no es de motor y de microstepping la no-linealidad y el par de torsión es baja, el rango dinámico es baja y extra problemas vienen a muy baja velocidad.

Usted puede organizar como de doble bucle de control con carga codificador en bucle exterior. Se debe mejorar la precisión. Digamos 13bit carga codificador y el de 32 o 64 microstepping con 400 motor paso a paso puede satisfacer 0.15 precisión.

Caja de engranajes de la ayuda con el par y la resolución, pero también necesita de doble bucle de control y reacción si desea cambiar de dirección. No hay problema si hay un resorte en la caja de cambios. Si sí, entonces hay una fuerza en la salida se necesita una alta frecuencia de lazo de control. Podría ser, incluso, imposible para el sistema de control cuando se debe considerar esta fuerza. Tan caro caja de cambios o volver a tracción directa.

Se puede sustituir el paso a paso con escobillas 3 fase de motor y de encoder con o sin caja de cambios y uno o dos codificadores. Rango dinámico y el precio sube. Par ??? Para la alta velocidad se necesita un alto ancho de banda de codificador/decodificador. Y es muy difícil de depurar este tipo de configuración en tiempo real como que casi no puede utilizar los breakpoints.

Por lo general, al uso de codificadores deben de cumplir con su precisión las necesidades (y no de su resolución).

EDITAR (como los comentarios está prohibido): AS5045/8 encoder: yo creo que usted necesita considerar principalmente la no-linealidad INL parámetros en el rango de grados, lo cual afecta a la precisión (worser de 0,15 grados). También retardo de propagación en el rango de 100 a nosotros límites de velocidad, 1RPS = 1/4096 = 244us por la posición de la marca.

1voto

AdamB Puntos 1232

Has mirado en - un ratón?
No el animal, el punto & haga clic en uno. Específicamente, el viejo estilo con una pelota.

La bola de mentiras en contra de una barra, que tiene una gran rueda. La rueda tiene ranuras alrededor del borde exterior, y la óptica y el programa de instalación detecta (condes) de los orificios, como al pasar.

Para su configuración, la "bola" iba a ser un pequeño motor eléctrico. Como se ha mencionado por otros, esta configuración sufre de "contragolpe": este es superar, en cierta medida, por tener la óptica de la codificación de la instalación en el final de la rueda, lo que podría tener un Gran Diámetro (dándole la resolución que desee).

Problemas? Dependiendo del tamaño y peso de este programa de instalación, puede haber sustituido "contragolpe" con "inercia"... cortar la alimentación del motor, una gran pesada rueda puede tomar algún tiempo para parar. Incluso puede atinar en el blanco - lo que significa que usted tiene que invertir el motor y volver a cierta distancia.
Este es un Oscilador Amortiguado. La contracción de la resolución de los requisitos, es más probable que el sistema detecta un error de posición, causando constante "correcciones".

1voto

Ayman Hourieh Puntos 39435

Los requisitos son:

  • posicionamiento de precisión de 0,15 grados
  • una carga significativa
  • fácilmente disponible/hoteles

Un par de cosas a considerar:

  • Usted debe obtener la información de la posición desde tan cerca como sea posible de la carga, como para compensar la deformación torsional y otras imperfecciones.
  • Una de bajas rpm y alto polo BLDC o similares de motor sería la alternativa sugerida si no vas en busca de un paso a paso.
  • Codificador de resolución es demasiado importante.
  • Usted tendrá un control de bucle cerrado, en cualquier caso.

Veamos las posibilidades:

Obtener una muy buena de motor/sistema de

Si se calcula el tiempo que usted pase en (tal vez no en funcionamiento) soluciones, es tal vez más sabio para tratar de encontrar los fondos para un sistema apropiado. Tal vez no sea tan caro.

Caja de cambios mecánica

Como Ben Miller mencionado, cajas de cambio, podría hacer el truco. Las cosas que me gustaría sugerir es el uso de una alta proporción de la caja de cambios que es de alta calidad. Mira los precios/hojas de datos, tal vez encuentres algo.

La primavera

Es de muy alta precisión del proceso así que ¿por qué no mirar a la relojería. Mirar a esta figura de la Wikipedia: ressort espiral. Si un viento de primavera como esta en algún punto del eje, puede ajustar la posición con precisión, haciendo pequeños movimientos del otro extremo de la primavera. Esta sería una herramienta complementaria, para la compensación de carga y el ajuste fino. Usted necesitará un paso a paso(o algo más) para el posicionamiento inicial, supongo. Probablemente sería el más adecuado para los procesos en los que no necesitan dinámica de los cambios de posición. Por supuesto, hay problemas con él, pero tal vez usted puede hacer algo fuera de él.

Actuador/motor pequeño + Palanca

Si usted tiene el espacio que usted podría utilizar una muy larga vara rígida para crear un mayor \$dx/d\phi\$. Eso significa que tienes muy pequeños cambios en el ángulo de (relativamente) grandes (casi lineal) de los movimientos de la punta de la vara. Así que prácticamente la necesidad de agregar esta larga barra en el eje, y adjuntar un pequeño motor a su fin. La flexión de la varilla probablemente será significativo, pero creo que un lazo de control puede ayudar. Prácticamente construir en la relación: \$\phi=\arcsin(x/r)\$(para pequeñas x). Usted podría separar la palanca cuando haciendo grandes cambios en el ángulo.

Lever solution

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X