Сваял плату управления четырьмя ШД. В известной статье , авторства Л.Pидико есть формула: T = T0/(1+T0At), где T – длительность шага, T0 – начальная длительность шага, A – ускорение, t – текущее время. У меня управление ШД сделано на самом хилом Cyclone II. При попытке в лоб реализовать эту формулу съедаются все ресурсы FPGA даже при управлении одного ШД. Может быть есть более элегантное решение позволяющее вычислить период следующего шага при линейном ускорении-торможении?

С Cyclone II не работал. Но думаю, можешь сгенерить таблицу с нужными длительностями шага.

Там же есть макрофункция ROM. В нее и запишите значения. А потом просто инкрементируйте адресс, с данных получайте время шага. Хотя что-то сомнительно что одно умножение на константу у вас циклон второй съело.

Не совсем понял про какую вы таблицу говорите. Ведь у меня в этой формуле есть три переменные. T0 и А задаются с компьютера и t берется со счетчика в FPGA. Умножение практические не съедает ресурсов, используются аппаратные умножители. Основная проблема в делениии.

Ну так замените деление умножением. Если не можете формулу упростить.

Не совсем верный заголовок в части формулировки линейное ускорение/торможение.
Ускорение ШД (точнее механизма с ШД) принимается равным константе, а изменяется лишь скорость (частота вращения).
Правильно говорить разгон/торможение как закон изменения скорости, который может быть и нелинейным.

А поконкретнее можно?
Возможно вы и правы . Сейчас у меня реализован нелинейный закон изменения скорости при разгоне и торможении. К тому же ещё и можно задавать разные значения при разгоне/торможении. И всё это хозяйство немного ресурсов требует. А вот линейное изменение скорости у меня пока не получается.

Ну вынесите в таблицу значения

Y[i]=T0/(1+T0*A*t[i])

Или вообще сделайте обратную связь по перемещению шагового двигателя.

Если б T0 и A были бы известной константой, то проблем бы не было. Сам этот способ уже не раз применял.

А без обратной связи по скорости ИМХО задача для произвольной нагрузки вообще не решается.

Ну так найдите пределы изменения T0 и А, и забейте в таблицу только деление. Потом можно линейно аппроксимировать. И вообще, можно туда запхать NIOS, который и будет делить.

Вы что-то делаете не так, причем сильно не так.

AVR446: Linear speed control of stepper motor.
Driving Stepper Motors with Quadratic Equations.
Generate stepper-motor speed proiles in real time.

Не по скорости а по перемещению. И решается. Если забивать в программу момент который эта нагрузка создает. Но это в теории. А на практике, лучше повесить на двигатель енкодер с дырками, и по этому енкодеру смотреть, шагнул двигатель или еще нет.

Ну такая задача не стоит. Т.к. предполагается что при любых заданных движениях пропусков шагов или другой бяки не происходит . На всякий случай на исполнительном механизме стоит абсолютный датчик угловых перемещений.
Да и тяжеловато это будет сделать. Сейчас у меня происходит управление по микрошагам. В каждом шаге 16 микрошагов. Двигатель с нагрузкой в виде абсолютного энкодера отрабатывает сейчас более 10 тыс. шагов в секуду. И это ещё не предел по силовой части. В общем хочется реализовать линейность именно в математике алгоритма, без всяких внешних датчиков.

Именно по скорости. Обратная связь должна быть по регулируемой величине, да еще желательно и по ее производной, а не по ее интегралу. Ну а требуемый момент должен обеспечить драйвер управляющий током в фазах шаговика. Обратная связю по перемещению должна обеспечивать необходимую динамику и точность выхода в заданную позицию.

Не совсем так или так но не совсем.
В этом случае коммутация ШД осуществляется импульсами энкодера,
т. н. автокоммутация. Позволяет избавиться от резонансов и потери шагов.
Это делается просто на аппаратном уровне, как в контроллерах для BLDC
приводов HDD и пр. крутилок.

Ну? Нафига в таком случае тот ваш алгоритм?

Я тут подумал: раз у нас все сводится к конечным значениям длительности, попробуйте покопать приближение с помощью цепных дробей. Думаю, за вменяемое кол-во итераций все-же можно избавиться от деления. Наверное, и критерий будет такой, чтобы время не превышало аналогичной операции деления.

Поставьте датчик ускорения - будет красиво

"Красиво" управлять шаговиком- это только по таблицам. Обычно простой рампы (трапеции) достаточно. Но иногда нужен безударный разгон-торможение (т.е ускорение меняется тоже плавно от нуля к максимуму и наоборот) или учет потерь вращающего момента шаговика на высоких оборотах. Хуже всего, если механическая характеристика подвижной части системы переменная (например с грузом и без груза), а ездить надо с максимальной скоростью. Приходиться заводить несколько таблиц разгон-торможение.
По обратной связи- обычно достаточно диска на валу шаговика с прорезью и контролировать число шагов на оборот. Если их оказалось не 400 ( в полушаге для типовых моторов) то произошла потеря позиции и надо "кричать караул"- звать наладчика для корректировки законов разгона- торможения или смазки механизма. Энкодер бывает нужен только на этапе отладки механики в процессе проектирования привода, но там желателен и тензометрический датчик момента на валу, и датчик линейных ускорений подвижной части привода итд.

Зачем? Просто не делать следующий шаг, пока текущий не завершён. Все.

Тот алгоритм это какой?
Я вроде и не предлагал алгоритмов.
Что касаемо ускорения, то его нужно рассматривать
применительно к механизму, но это не алгорим, аксиома называется.
Ненагруженный ШД (т. е. соотношение момента к инерции нагрузки)
может стартовать с максимальным ускорением, нагруженный с меньшим.
Что касается автонастройки, то без ОС это невозможно.

Непонял. Мы же плавно разгоняемя до какой- то неведомой скорости, которая определяется трением в механизме, моментом инерции движущихся частей, уменьшением момента двигателя при росте частоты "шагания" и еще кучей параметров. Можно конечно все это моделировать, но обычно я пишу для готового механизма простенькую отладочную программку которя, безопасно двигая механизм, постепенно повышает скорость движения. И по датчику на валу отслеживает, при какой скорости начнем терять шаги. Получаю максимальную скорость механизма для данного движка и параметров его питания. Даю 25% запас по частоте и записываю это в еепром контроллера.
А безударный разгон бывает часто нужен в измерительной технике. При плавном измерении ускорения кривая изменения скорости имеет S-образный вид.

При S образном разгоне-торможении в сравнении с трапецией при одинаковой максимальной скорости и времени движения придется двигаться с большим ускорением , что не всегда позволяет привод или механическая нагрузка.

Форму S образного разгона тоже можно разной придумать. Достаточно прикинуть сопряжение прямой и кусков параболы с ограничением на максимальное значение ускорения   производной

а самый младший Cyclone II это 5 тыс. который что ли?. я на 8 тыс.(ep2c8t144) кручу 4 ШД ,делитель общий , 16 разряда . ШД работает в 10-микрошаговом режиме (1.8 градуса механических) итого 2000 шагов на оборот и максимальная скорость 65`536 (2^16) итого ~32 об./сек. , а больше и смысла нет, т.к. подовляющее большинство ШД быстрее крутится не способно. место осталось но мала, но там еще много доп. функций было.

Так что мне кажется что вы просто с разрядностью делителя промахнулись.


П.С. Имел опыт сделать тоже самое на таблице. брал MAX II (у него есть флеш пользователя) и в его флешку таблицу заливал. И на адрес скорость подавал а данные на счетчик отправлял. Но фигня получилась, не рекомендую. флеша мало, разрядность максимум 9 бит ...


просто картинка красивая, правда тут разгона/торможения не видно

осциллограма

Да это на 4600 LEs. По поводу разрядности делителя. До того как задумался об линейности было сделано так. Скорость 23 разряда. Разгон/торможение 16 разрядов. Время пусть будет 16 разрядов. Если сделать разрядность скорости 18 и немножко другие величины подсократить, то по прикидкам в мегавизарде: 18/48 - 2445 LEs. Вроде должно влезть в Cyclone II если сделать общий делитель. Но пока не проверял, т.к. параллельно занимаюсь и другими делами. У меня как я писал 3200 импульсов на оборот. И максимальная скорость чуть более 50 об/сек. Но и это не предел, т.к. ШД пробовал крутить от 30В, а предполагается от 48В.