Алгоритм управления шаговым двигателем ? Опции

[rihkov]

Нужен пример, алгоритм управления шаговым двигателем?
Я не разу не видел и не знаю как пишется 100% оптимальный, проверенный временем алгоритм управления шаговым двигателем.
Я пишу свои алгоритмы управления, но кажется что всё должно быть совсем не так?
[code]
{
SetPortVal(0x378,0,1);
for(; i < 5; i++)
{
if(i == 1)
{
SetPortVal(0x378,1,1);
Sleep(100);
}
else
if(i == 2)
{
SetPortVal(0x378,2,1);
Sleep(100);
}
else
if(i == 3)
{
SetPortVal(0x378,4,1);
Sleep(100);
}
else
if(i == 4)
{
SetPortVal(0x378,8,1);
Sleep(100);
i = 0;
}
}
}

[ivan2006]

Уважаемые Господа,

может кто-нибудь сталкивался с проблемой быстрой раскрутки шаговых двигателей.
А именно:

1. Интересует по какому закону нужно изменять паузы (Sleep(x), x=x(n)), чтобы достичь нужной скорости за наиболее короткий промежуток времени.

2. Должен ли разгон быть равноускоренным, хотя бы в первом приближении?

3. Как влияет использование дробных шагов (не 1-3-2-..., а более мелких) на приемистость двигателя?

Двигатели - импортные, небольшой мощности, типа FL42STH.

[VslavX]

Уважаемые Господа,

может кто-нибудь сталкивался с проблемой быстрой раскрутки шаговых двигателей.
А именно:

1. Интересует по какому закону нужно изменять паузы (Sleep(x), x=x(n)), чтобы достичь нужной скорости за наиболее короткий промежуток времени.

2. Должен ли разгон быть равноускоренным, хотя бы в первом приближении?

3. Как влияет использование дробных шагов (не 1-3-2-..., а более мелких) на приемистость двигателя?

Двигатели - импортные, небольшой мощности, типа FL42STH.

Я, в-общем-то, небольшой спец по ШД, но попробую поделиться опытом.

1. Закон зависит в общем случае от способа запитывания обмоток - постоянным напряжением или током. В своих изделиях (в блоках печатающих механизмов, как правило двигатели со схемой 2-2) мы обычно применяем мосты со стабилизаторами тока. В этом случае неплохо работает аппроксимация постоянной мощности на валу - скорость растет по корню квадратному от времени. Соответственно шаги должны быть синхронизированы со скоростью. Если же питать обмотки фиксированным напряжением (более простая схема драйверов) - то нужно учитывать ЭДС наводимую сердечником, увеличивающуюся со скоростью и уменьшающую эффективное напряжение и ток (следовательно прикладываемую мощность для разгона).

2. Не обязательно. В-общем, для равноускоренного разгона нужно наращивать мощность вкачиваемую в обмотки по квадрату, либо изначально иметь достаточный запас мощности - что не способствует быстрейшему разгону. Наибыстрейший разгон - изначально прикладываем максимум возможной мощности и синхронизируемся с нарастаемой скоростью.

3. Из нашего практического опыта - положительно - в том смысле, что фаза меняется более плавно,
двигателю легче стартовать - момент изменяется менее скачкообразно, но при дроблении обычно прикладывается меньшая мощность - время разгона растет - нужно больше шагов. Еще положительный момент дробления шагов - снижение механического шума и вибраций, иногда значительное.

Есть еще такая проблема - когда двигатель уже разогнан и вышел на режим, то очень желательно поддерживать длительность шагов постоянной - разброс не более 5%. Например частота шагов 4 кГц - это 250 мкс, для медленных процессоров и с неудачно написанными обработчиками прерываний довольно легко выйти за предел 5% (12.5 мкс) - тогда на двигателе может возникнуть "помпаж" и вплоть до остановки. Конечно, тут речь идет о режимах и скоростях недостигаемых при простом "старте с места".

Иногда еще полезно учитывать величину и изменения нагрузки - например, приходилось корректировать разгон в зависимости от количества чернил в струйной головке - масса прилично различалась, приходилось это учитывать. Потом, правда, просто умощнили двигатель и забили на это

[ivan2006]

2 VslavX
Большое спасибо за ответ.

Да, с равноускоренным разгоном я ошибся.
Сейчас прикинул на бумажке, действительно если нагрузка инертная, при постоянной мощности - паузы должны менятся как обратный квадратный корень. А если как в нашем случае - с постоянным напряжением и наличием индуктивности обмоток то как обратный кубический корень. Оба вроде бы должны быстро вычислятся с помощью сложения-умножения.

Со стабильностью шагов, думаю проблем не возникнет - планируем поставить ПЛИС с такт. частотой 100МГц, и тогда никаких прерываний, загруженных процессоров и т.п.

А вот вы написали про синхронизацию шагов со скоростью - это как?
Вообще - как можно отслеживать вращение? т.е. нужно делать какой-то механический энкодер, или можно просто смотреть на какой-нибудь сдвиг тока по фазе?

[Tanya]

2 VslavX
Большое спасибо за ответ.

Да, с равноускоренным разгоном я ошибся.
Сейчас прикинул на бумажке, действительно если нагрузка инертная, при постоянной мощности - паузы должны менятся как обратный квадратный корень. А если как в нашем случае - с постоянным напряжением и наличием индуктивности обмоток то как обратный кубический корень. Оба вроде бы должны быстро вычислятся с помощью сложения-умножения.

Со стабильностью шагов, думаю проблем не возникнет - планируем поставить ПЛИС с такт. частотой 100МГц, и тогда никаких прерываний, загруженных процессоров и т.п.

А вот вы написали про синхронизацию шагов со скоростью - это как?
Вообще - как можно отслеживать вращение? т.е. нужно делать какой-то механический энкодер, или можно просто смотреть на какой-нибудь сдвиг тока по фазе?

По поводу постоянной мощности на валу. Это правильно не всегда. Вот при малой скорости мощность ограничивается максимальной силой (током) в обмотке. Поэтому при небольших скоростях получается сам собой режим постоянного ускорения.
А под синхронизацией автор подразумевал, наверное, зависимость ускорения от текущей скорости. Иными словами - ускорение x скорость = const