Что же, раз конструктива нет, то буду считать, что с мои исходным утверждением вы согласились. Я вот про это:

Колебания, конечно будут от них никуда не уйдешь. Я использую модель двигателя - блочок: Simulink->SymPowerSystems->Machines->Permanent Magnet Synchronous Machine, в который я заложил параметры реального двигателя, который должны привезти. Блочок выдаёт всю информацию о состоянии двигателя, в том числе скорость. Если в качестве обратной связи я беру эту скорость непосредственно от этого блочка, то вижу незначительные колебания. Если же я беру с блочка данные о положении, пропускаю их через квантователь по уровням, дальше из этого ступенчатого сигнала выделяю скорость, то в результате имею колебания раз в десть больше по амплитуде => есть узкое место в алгоритме определения скорости.

О чем я и говорил - подумайте выкинуть вообще контур скорости, раз на нем других задач нет.

Модель у вас с трением? Сколько дискрет датчика в амплитуде колебаний?

Идея оказалась плодотворной. Как мы (я и ещё один мужичок) до неё сами недопетрили? Зациклились. Чего только не нагородили: дифференцирование по многим точкам, пробовали метод наименьших квадратов, линейный экстраполятор положения... По сути же решение проблемы было следующим: на входе за период Ts=50 мкс. может быть всегда приращение только на одну дискрету (чтобы было две дискреты - он должен вращаться со скоростью > 2.45 об/сек, а у него по тех.заданию максимум 2 об/сек). поэтому вычисление скорости - это подсчёт периодов самплирования на интервале времени между двумя приращениями, и скорость = 1.0 (или -1.0)/(<количество периодов> * 50 мкс) ; при этом как только пришло новое приращение - я сразу выдаю результат, полученный из подсчётов по предыдущему интервалу. далее: поскольку после прихода очередного приращения и выдачи очередного значения скорости, ротор может остановиться и новое приращение - никогда не наступить, то неправильно было бы оставлять выход в старом значении скорости, а через время его надо сбросить в ноль. поэтому вводится поправка, что значение скорости, посчитанное по предыдущему интервалу удерживается на выходе не дольше чем количество периодов, посчитанное на предыдущем интервале. Метод дал хороший результат.


Можно задать вязкое трение. Но производитель двигателя дал почти все параметры, кроме этого. То что недодал - посчиатли сами.

После применения алгоритма по описанному методу (ещё раз спасибо @Arc) - амплитуда колебаний - где-то 3 дискреты дачтка (это модель; реалии, конечно, будут другие)
до того (наши тупые алгоритмы) было 10 дискрет, а идеальное измерение скорости давало одну дискрету, а если ещё идеально измерять и положение (тогда модель становится линейной) - то вообще ноль дискрет (но это и понятно - безконечная точность).

По поводу удаления контура скорости вообще - тут так не получится. Я в процессе нарыл методичку как раз по расчёту подобного привода - там всё описано, (но, к сожалению, много опечаток). Там на 19 стр. написано что, T контура положения = 4 * T контура скорости. Но это в области малых сигналов.

Я про сухое трение спрашивал. Понятно, что производитель движка ничего не скажет, это от нагрузки зависит.
Если у вас рассматривается система без внешних возмущений и без трения, то в ней на уровне модели делается стояние в точке плюс-минус полторы дискреты.


Грустно. Скажите мне, где сказано, что без контура скорости не получится? Сами подумайте, если вам софт-сенсор гадит, то может без него лучше будет?
Вот так нароют какую-то методичку и все, на этом теория управления кончилась.

Будем использовать ЛИР-ДА119А (13 разрядов)


Потрясём механиков, надеюсь они скажут это всё. Сейчас знаю, что будет редуктор (1:10) и некая инерционная болванка, на которую будут случайным образом действовать расшатывающие моменты и вверх и вниз, то есть задача привода - сохранить её положение.
По предварительным расчётом ( с учётом редуктора ) момент инерции этой болванки где-то в 10-15 раз меньше чем момент инерции ротора. (редуктор съедает всё).
Одна из задач чтобы сухое трение убарть. т.е. и редуктор и болванка будут смазаны солидолом, и сухого трения должно быть сведено к минимуму.

Да я тоже хотел было притянуть сюда метод пространства состояний, приделать туда калмановский наблюдатель, в общем всё по-крутому, но это но понял что это надолго. а результат как и везде требуется за короткий срок.


Здесь измерение скорости имеет ключевое значение для определения угловой электрической скорости. там 19 пар полюсов, соотв. электрическая угловая скорость - в 19 раз быстрее обычной. И её надо измерить точно, чтобы потом задать соответствующую компенсацию в контура регулирования токов и управлять крутящим моментом мотора.
То есть получается, что (когда я измеряю электрическую угловую скорость) - я знаю, что задал я такие-то напряжения на фазы двигателя -> я получил через очень короткое время нужный крутящий момент. Если же скорость (обычную и соответственно электрическую) не измемерять, то у меня нет прямой связи (т.е. простое инерционное звено) между поданным напряжением и результирующим вращающим моментом, а этот вращающий момент ещё зависит и от скорости вращения ротора, и ( о самое ужасное !! ) при какой-то скорости вращения ротора поданное напряжение вообще никак не влияет на ток в обмотках статора. То есть в контур регулирования токов статора (напряжение статора -> ток статора) вводятся дополнительные компенсирующие связи, которые вводят в петлю некие поправки, позволяют развязать управление токами от скорости вращения двигателя. Внешний контур скорости, при этом выполняет ещё и ту функцию про которую Вы спрашивали - ограничивает максимальную скорость вращения электромотора.

Конечно, если на софт-сенсоре скорости висят дополнительные обязанности, то без него некуда. Но, возможно, допустим такой расклад - для управления моментом данные скорости используются, а для управления углом - нет? Остается, конечно, вопрос с ограничением максимальной скорости, который надо обдумывать.

У вас уже на уровне модели колебания 3 дискреты при стоянии в точке. Что же может получится на практике? Когда у вас все шумы и возмущения будут дифференцироваться? Вас устраивает, как у вас модель отрабатывает наброс момента и стохастические возмущения?
Конечно, с большой вероятностью, работать оно будет сносно, особенно если там редуктор. Но ежели колебания будут большие, прежде, чем менять датчик, подумайте над регулированием.

PS: У меня есть неплохой опыт разработки систем управления прецизионными приводами, где надо выдерживать точности лучше одной угловой секунды. Есть разработанные, реализованные и пущенные в эксплуатацию изделия, с массами подвижных частей от десятка килограмм до нескольких тон. И ветер на них дует, и трение неравномерное, и проче и прочее. И ничего, работают системы. И за траекторией следят, и в точке стоят, и нужные точности выдерживают.
И не обязательно тут делать все по крутому, накручивать фильтр Калмана, строить адптивные схемы. Можно обойтись линейными ргуляторами.

PPS: Кстати, достичь тех же точностей классическим подчиненным регулированием с настройкой на оптимумы зачастую не удавалось. Но у вас система не прецизионная, вероятно, что все обойдется.

Да, согласен. задача, вроде как, классическая, привод не прецезионный. Но есть желание выжать максимум (по известному афоризму - делайте хорошо, плохо само получится). Опять же сроки. сейчас выяснил, что вроде как есть 15 битовые датчики.
http://www.skbis.ru/index.php?p=3&c=5&d=41

Когда от моделирования перейдете к реализации вашей системы (аппаратной и программной), то метод измерения временных интервалов можно (даже нужно) изменить. Современные МК способны измерять времена с точностью порядка 1мкс и менее. Поэтому, точность измерения интервала между дискретами вполне реально поднять где-то порядка на два. Конечно, все еще от сигнала с датчика будет зависеть и методов программирования. Не смотрел какой у вас датчик, но обычно энкодеры выдают на два канала импульсы сдвинутые на полпериода относительно друг друга. Итого - на один дискрет имеем 4 фронта сигналов - диапазон измерения в области малых скоростей и точность установки можно расширить в сторону нуля... В вашем случае, получить точность установки и удержания положения порядка одной дискреты - я думаю вполне реально...
... Посмотрел на ваш датчик. Не знаю, чем обоснован его выбор. Он выдает результат в цифровом виде по RS422. Время между последним измерением и передачай данных неизвестно. Не факт, что оно постоянно. Плюс временная задержка на передачу, прием и обработку данных. А для вас это критично в области малых скоростей. Я бы подобрал обычный инкрементальный энкодер и поставил его дополнительно.
В заключении, по собственному опыту могу сказать, что конечный результат решения таких задач, зависит не только (и даже не столько) от используемых алгоритмов, сколько от искуccтва их реализации на практике.
Желаю удачи.

Там два варианта - первый вариант - по 1 МБит/с (максимум) по SPI (это SSI, который есть усечённый вариант SPI-я), второй вариант - по УАРТУ (RS422)
Предполагается, что на сам датчик будет раз в 50 мкс опрашиваться со стороны PIC24, который, после элементарной обработки будет отправлять результат в TMS320F28335 (данные и скорость). всё остальное будет делать TMS.
Принцип работы датчика описан в прилагаемом документе. Если производитель не врёт, то должен работать.

Тем самым, вы упираетесь в ограничение по точности в 50мкс. Обычный инкрементальный энкодер вам даст результат на два порядка точнее.
Впрочем, подумайте и посчитайте нужно ли это в данной задаче. Избыточная точность также вредна, как и недостаточная, так как
требует лишних ресурсов...


Сообщение отредактировал @Ark - Sep 15 2011, 14:06