Возможно ли добиться ПИ-регулятором плавного движения коллекторного мотора типа ДПР на низких оборотах, 0.2-1 Гц под нагрузкой? Что там практика говорит?

Практика говорит о то что имея хороший датчик скорости и ШИМ с высоким разрешением можно управлять хорошо на любых оборотах.

Старый добрый тахогенератор. Обычно интегрирован в мотор фабрично. Стабилизируется как раз скорость. С энкодером на низких оборотах так плавно как с тахогенератором не получается. Но с таходатчиком есть проблемы с удержанием неподвижного ротора под нагрузкой- вот в такой задаче энкодер нужен.

Тахогенератор всмысле аналоговый? А есть ДПР со встроенным тахогенератором? Или некий другой двигатель советскороссийского производства

И ещё практика говорит, что даже на несчёточном, а тем более на счёточном двигателе, лучше иметь редуктор, т.к. с понижением частоты растут потери.

Есессна, редуктор присутствует

Ну да, аналоговый таходатчик, выглядит как мелкий двигатель постоянного тока со специально спроектированными щетками для минимизации коммутационных помех.
Про отечесвтенные не скажу, когда по применяли болгарские, но это еще во времена СЭВ было. Сейчас исползуем
http://www.baldor.com/brands/baldor-relian...sh-servo-motors
Там можно под заказ напихать и тахо, и энкодер в качестве датчика ОС. Но с тахо как раз лучше получалось реализовать плавное движение на низкой скорости, а на энкодерах, даже синусных (аналоговых) все равно пульсации были.
Можно конечно перейти на полный трехфазный PMSM сервопривод, но и там но очень низких скоростях бывали вибрации.

На микромоторах с малым числом полюсов ротора могут быть проблемы)

А сигнал с аналогового тахогенератора можно почувствовать при частоте вращения вала, к примеру, при частоте, к примеру, 0.5 Гц? Какая у него выходная характеристика на низких оборотах?

Да возможно.
Вот в этом изделии это реализовано: http://ellab.ru/serijnaya-produkcziya/blok...yami/awd17.html , http://ellab.su/catalog/bukd/bukdpt/awd17-12.html
Причем без специальных датчиков скорости - по противо-ЭДС.
Однако, ПИ-регулятор устройства придется настроить на работу именно при низких оборотах, и ограничить максимальную скорость вращения. Иначе, на высоких оборотах регулирование может происходить не корректно...

1. А какая минимальная скорость движка при этом возможна?
2. А как оценивается противоЭДС? Периодически отключается питание?

1. От вашего двигателя зависит. И от состояния щеток. Меньше одного оборота в секунду можно получить.
Точно можно выяснить только опытным путем.
2. Да. Только не питание отключается, а ШИМ. Примерно 16 раз в секунду, на несколько миллисекунд.

Линейная у него характеристика. Щетки тахо обычно перекрывают пару ламелей коллектора, из за этого проавлов по напряжению при коммутации нет. Коэффициент тахо обычно 2-5 В на 1000 об/мин.
Те при 1 обороте в секунду там еще будет приличное напряжение в дестяки милливольт. Можно еще сойти по скорости в 10 раз с нормальной стабильностью, а вот потом шумы по сигналам тахо приведут к дрожанию ротора.

Судя по такому факту применения.
-----------
Плоттер (перьевой) HP DraftPro DXL
Привод в виде DC двигателя, без редуктора, заводится 2 провода питания.
На немже, на оси двигателя напрямую, без редкутора - энкодер.
----------
Управление скорее всего ШИМ - слышен слабый свист при работе.
Букоффки вырисовывает на очень низкой скорости, и очень старательно, и очень точно
(думаю 0.1 мм точно есть).
----------
Так что судя по этому, природа девайс с такой точностью работы допускает.
Правда мотрочик-то немецкий. Gebr. Buhler Nachf. GmbH и нагрузка на двигатель практически нулевая.

Что-то я не нашел данных...А какая в этих модулях частота измерения скорости и коррекции ШИМа? Сотни герц, килогерц?



Да, мне рассказывал коллега что у него в старинном матричном принтере коллекторный движок. Странно...Чего не шаговый?

Я же Вам написал - 16Гц.
В документации этого нет.

Верно, я эту фразу пропустил что-то, спасибо. А "тахосигнал" при этом как-то сглаживается? Он же пульсирующий...Оценивается уровень или частота пульсаций?

Конечно. Во время измерительной паузы выполняется порядка 30 измерений противо-ЭДС. Результат усредняется.
Но если щеточный узел сильно изношен, то это, все равно, может повлиять на качество регулирования.

Т.е. он сглаживается как бы так...программно? Железного фильтра нету?

Программно.
Есть причины не ставить "железный".
Чисто технологические.

Какие, если не военная тайна конечно

И второй вопрос, там в некоторых блоках у вас есть полноценный ПИД. А что на практике при управлении коллекторным приводом дает Д-компонента?

Ну и третий вопр. А какую минимальную частоту удалось достичь вообще?

Угу, "военная тайна".
Точнее, коммерческий секрет.


Тот блок, что я вам порекомендовал - AWD17. Это упрощенная, бюджетная версия, достаточная для большинства простых применений.
Есть еще блок AWD10 - с полноценным ПИД и множеством дополнительных настроек. Но он дороже и сложнее в использовании. Можете его попробовать.
Д-компонента для коллекторных движков, обычно, не требуется. Поэтому ее нет в упрощенной версии. Но блок AWD10 можно и для других целей приспособить, не только движки крутить. Там Д-компонента может потребоваться...


На AWD17 для некоторых движков мне удавалось получить 0,1 Гц, приблизительно...

Интересные сведения, спасибо. А как быть с тем, что у разных движков как мне кажется разные тахогенерационные характеристики?...А кого-то больше милливольт у кого-то меньше при одной и той же скорости вращения

У разных, это у каких? У разных видов или у разных экземплярах одного вида? Разброс, конечно, можно ожидать и у тех, и у других...
В упрощенной версии (AWD17) это не учитывается, фактически стабилизируется напряжение противо-ЭДС, которое выдает двигатель в режиме генерации.
Если Вам, вдруг, потребуется конкретное значение скорости знать, то нужен отдельный измеритель, по которому будете ориентироваться.
В полной версии (AWD10) есть возможность ввести калибровочные коэффициенты. Их придется подбирать в процессе настройки модуля под конкретный двигатель. Ну, а вообще, в первом, грубом, приближении, если двигатель рассчитан, к примеру, на номинальное напряжение 12В, то эти же 12В можно ожидать от него на номинальных оборотах в режиме генерации. И связь между напряжением и скоростью, также, будет линейной, в первом, грубом, приближении...

А на частоте долей герца - значение противоЭДС какого порядка? Единицы милливольт?

В "Схемотехнике" был еще способ - по импульсам потребляемого тока.
Здесь статья.

Это от двигателя зависит. От номинального напряжения и номинальной частоты. Примерно так можно оценить - во сколько раз 0,1Гц меньше номинальной частоты, во столько же раз противо-ЭДС будет меньше номинального напряжения. Поэтому, для вашей задачи стоит выбрать двигатель с минимальной номинальной частотой вращения.


Там датчик тока нужен... Систем с датчиками полно, и эта не лучшая...
Регулирование по противо-ЭДС выгодно отличается тем, что никакой датчик не нужен.
Сам двигатель является датчиком.

По back EMF стабилизировать можно, но форма сигнала намного хуже чем у тахогенератора. Приходится сигнал bemf в паузах ШИМ многократно оцифровывать и выделять максимум и минимум а потом фильтровать. А еще период ШИМ несинхронен с положением коллектора, что также создает проблемы при обработке сигнала. В общем виде каждый двигатель надо сначала прицеплять на осциллограф и смотреть форму сигнала bemf. Хотя на встроенных АЦП STM32 можно и драйвер с квазиосциллографом собрать. На более древних микроконтрллерах это иногда работало, а иногда и нет.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
https://www.precisionmicrodrives.com/applic...m-from-back-emf

Это все немного не про то...
Противо-ЭДС измеряется не в паузах ШИМ, а в специально организованных, измерительных паузах - в то время, когда тока через двигатель практически нет, если не считать мизерного тока через измерительный высокоомный делитель напряжения. То есть, противо-ЭДС измеряется "в чистом виде", а не косвенно, через ток. Автор приведенной по ссылке статьи, как я понял, пытается делать измерения "на ходу", в паузах ШИМ. И таким способом определять противо-ЭДС. Ну что же, как говорится, "флаг ему в руки"...