Расчет движения шагового двигателя (дискретизация) Опции

[Schulz_K]

Правильно ли я определяю ускорение при движении шагового двигателя: интервал времени между шагами двигателя 1000us - значит его скорость V=ds/dt = 1/0.001 = 1000 шагов в сек. Скорость меняется на 1us то есть становится 1001us. При этом ускорение составляет a=(V1^2-V0^2)/(2s) в данном примере получим а=-998,5 шагов в сек^2. То же самое что a=(V1-V0)/dt a=(1000-999)/0.001=999 шагов в сек^2.
Вопрос в том - можно ли так интерпретировать дискретное движение шагового двигателя.
А нужно это вот для чего: при дискретности отсчета времени в 1мкс и частоте 10000 шагов в сек ускорение уже будет 990 000 шагов в сек2 при таких высоких ускорениях есть вероятность потери шагов (двигатель будет сбиваться). То есть нужно выбирать меньшее время дискретизации - то есть бОльшую разрядность таймеров и переменных, большую частоту микроконтроллера.

Правильный ли у меня ход расчетов ?

[AlexeyW]

Вы полагаете, что изменение скорости происходит за один такт.
Насколько я понял работу ШД в данном режиме (заданной скорости), он отрабатывает изменение частоты приходящих импульсов совсем не за один такт. Поэтому и ускорение будет намного меньше.
Пуск шагового двигателя осуществляется из неподвижного положения ротора, которое он занимает при установившихся значениях токов в обмотках, путем скачкообразного увеличения частоты управляющих импульсов от нуля до рабочей. При этом ротор вначале отстает от поля, затем, ускорясь, достигает частоты вращения поля, опережает его и вследствие отрицательного синхронизирующего момента снова замедляет свое движение. Вследствие демпфирования колебания скорости вращения быстро затухают, наступает установившийся режим, тот же переходной процесс и при изменении частоты.

Сообщение отредактировал AlexeyW - Apr 27 2011, 20:20

[e-serg]

====
путем скачкообразного увеличения частоты управляющих импульсов от нуля до рабочей.
====

не совсем удачная формулировка или бред. в станках шаговый двигатель не в состоянии начать двигать механизм сразу на максимальной скорости.
При таком условии он вообще не стронется с места.
поэтому вводят и разгон и торможение.

Скорость 10тыс для шаговых кажись немного великовата.

Сообщение отредактировал e-serg - Apr 28 2011, 00:38

[Schulz_K]

не совсем удачная формулировка или бред. в станках шаговый двигатель не в состоянии начать двигать механизм сразу на максимальной скорости.
При таком условии он вообще не стронется с места.
поэтому вводят и разгон и торможение.

Скорость 10тыс для шаговых кажись немного великовата.

Насчет 10тыс - это я и правда многовато сказал.
А насчет разгона и торможения - это и есть ключевой вопрос: как определить шаг разгона, то есть на какое минимальное значение за один шаг можно менять длительность импульсов шагов.
Вот мой расчет и говорит, что при шаге 1мкс ускорения могут быть соизмеримы по величине с ускорениями при старте с больших частот.
Например шаг 1мкс при периоде 165мкс (частота 6кГц) даст ускорение 221тыс шагов в сек2, а старт при периоде 2000мкс (500Гц) даст ускорение 250тыс шагов в сек2.
То есть если мы с некоторым запасом берем максимальную частоту старта 500 Гц, то при достижении частоты 6 кГц шаг разгона/торможения должен быть теоретически не более 1 мкс, иначе скачки скорости (ускорения) будут недопустимо велики). Где тут теория расходится с практикой ? Кроме того, я думаю, что при скоростях близких к максимальной и допустимые ускорения должны быть меньше, чем при минимальных скоростях т.к. там сильно падает момент двигателя.

[scifi]

... шаг разгона/торможения должен быть теоретически не более 1 мкс, иначе скачки скорости (ускорения) будут недопустимо велики).

Что есть "шаг разгона"?

Update:
Вообще не понимаю, в чём проблема? Реализуйте равноускоренный разгон и торможение, как это делают в большинстве случаев (так называемый трапецевидный профиль скорости). Кстати, как-то подсчитывал, что если промежутки времени между последовательными шагами соотносятся как 1/sqrt(2), 1/sqrt(3), 1/sqrt(4), 1/sqrt(5) и т.д., то движение получается равноускоренное.

[Maverick]

Вообще не понимаю, в чём проблема? Реализуйте равноускоренный разгон и торможение, как это делают в большинстве случаев (так называемый трапецевидный профиль скорости). Кстати, как-то подсчитывал, что если промежутки времени между последовательными шагами соотносятся как 1/sqrt(2), 1/sqrt(3), 1/sqrt(4), 1/sqrt(5) и т.д., то движение получается равноускоренное.

Интересует именно практический опыт работы с шаговыми двигателями (микрошаговый режим):
как быстро (за короткий промежуток времени) выходить на равномерное движение? что нужно снять - какую кривую двигателя?
как изменять работу шагового двигателя от повышения/понижения нагрузки на валу? как это контролировать?
как правильно тормозить - обратное от ускорения?
Можно формулы и сам расчет "как-то подсчитывал, что если промежутки времени между последовательными шагами соотносятся как 1/sqrt(2), 1/sqrt(3), 1/sqrt(4), 1/sqrt(5) и т.д., то движение получается равноускоренное"? почему?
"нюансы" в работе для микрошагового режима?
как учитывать гистерезис в работе шагового двигателя?
повышение точностных характеристик?
как лучше организовать контроль если можно так назвать за работой шаговым двигателем - пропуск шагов? (может имеются какие либо решения)


Повторюсь интересует именно опыт людей, которые работали с шаговыми двигателями...
Если поделитесь алгоритмами работы буду благодарен...
Литературы море скачал и там фомул тоже много... начал разбираться...

В дополнение кв предыдущем моем посту ссылкам
статья
актела статьи

[dinam]

Отвечу как практик . Работаем почти всегда по трапеции. Без нагрузки некоторые ШД у нас разгоняются до 100 об/сек. и выше. Ускорения и торможения тоже очень приличные, но стараемся этим не увлекаться. Чтобы мехнику не разбивать. Управление на FPGA, драйверы фирмы Allegro. Некоторые драйверы обнаруживают пропуск шагов, сам такие пока не щупал. Поищите топики по ШД с моим участием, может чем-нибудь и помогут.

[Maverick]

Отвечу как практик . Работаем почти всегда по трапеции. Без нагрузки некоторые ШД у нас разгоняются до 100 об/сек. и выше. Ускорения и торможения тоже очень приличные, но стараемся этим не увлекаться. Чтобы мехнику не разбивать. Управление на FPGA, драйверы фирмы Allegro. Некоторые драйверы обнаруживают пропуск шагов, сам такие пока не щупал. Поищите топики по ШД с моим участием, может чем-нибудь и помогут.

а не подскажите хоть в какой ветке форума искать Ваши топики?

Вы слишком много вопросов задаете за один раз... На монографию...
Отвечу на один.
Если скорость линейно зависит от времени (если мы так хотим....), то (первый интеграл) смещение будет квадратично зависеть от времени. Отсюда - время пропорционально корню из смещения (N*z ; N, - число шагов, z - длина одного шага... в градусах, миллиметрах или в чем хотите). Из первого нашего желания вытекает, что производная времени по смещению будет обратно пропорциональна времени, или, использую зависимость времени от смещения, получим искомую формулу.
Предлагаю Вам самостоятельно выяснить, что будет, если мы при вычислении задержки между шагами перепутаем корень второй степени и третьей. Или нарочно. Будет ли в этом смысл?

спасибо, понял...

[dinam]

а не подскажите хоть в какой ветке искать Ваши топики?

Попробовал поискать по своему нику и "двигатель".