כיצד לשלוט באלגוריתם השליטה של מנוע צעד יותר ביעילות
באופטימיזציה של העיצוב של מערכות בקרת תנועה המבוססת על מנועי Stepper, מהנדסים חייבים לשקול גורמים כגון עלות, ביצועים, יעילות, אתגרים לא צפויים משוב (כגון תהודה מכנית), וזמן הפיתוח. מערכות בקרת המנוע המודרניות עומדות בפני האתגר של ההפעלה במגוון של סביבות שליליות, והיעילות הכוללת של פתרונות מסורתיים מוגבלת לעתים קרובות על ידי תנאי הגרוע ביותר שבהם נתקלה המערכת כולה. אלגוריתמים בקרה מסתגלים חיוניים כדי לחלץ את היעילות המקסימלית של מערכת אלקטרו-מכאנית מותאמת.
מיפוי מערכת
אם אתה רוצה את היעילות הגבוהה ביותר, עליך למפות את תנאי הגבול של המערכת האלקטרומכנית כולה. יש לשקול את כל משתני המערכת: טמפרטורה, השפלה מכנית, תאוצה, מהירות, מתח אספקה וכדומה. ארכיטקטורת המערכת משפיעה גם עליה.
במערכות לולאה פתוחה, לעתים קרובות יש צורך להלהיב את המנוע עם הכונן הנוכחי במקרה הגרוע ביותר פרופילים מהירות, כך אנו יכולים להניח כי היעילות אינה המטרה העיקרית של תכנון עבור מערכות כאלה. סוג זה של בדיקות הוא זמן רב מאוד, כי המערכת חייבת להיות מאומתים בכל מתח, טמפרטורה ואת ערכי המהירות כי המנוע עשוי להשתמש כדי למזער את הסיכון של תהודה. כל מערכת מנוע stepper יש פוטנציאל להדהד, בדרך כלל כי זה פועל בשעה (או קרוב) את התדירות הטבעית של המנוע. הימנעות מאזורים אלה היא קריטית מכיוון שתהודה עלולה לגרום למנוע לאבד תנועה או להיכנס למצב של דוכן. עם זאת, עבור מערכות לולאה פתוח, קביעת אזורים אלה יכול להיות קשה מאוד.
בקרת לולאה סגורה בדרך כלל לוקחת שתי צורות: מערכת מבוססת חיישנים (אור או אפקט הול) ומערכת ללא חיישנים. מערכות ללא חיישנים, הידועות גם בשם "מערכות לולאה סגורה למחצה", משתמשות בדרך כלל במתח שנוצר על ידי סלילי המנוע כמשוב. מערכות שליטה מבוססות חיישנים נמצאים בשימוש נרחב, אך שינויים אחרים בחיישן חייבים להיחשב בפועל מיפוי. יתרון גדול של מערכות חיישן הוא שהם רק צריכים לקרוא מידע על התנועה הפיזית של המנוע. יתרון חשוב נוסף הוא עלות מערכת מופחתת של לולאה סגורה או לולאה סגורה למחצה מערכות, תוך הפחתת המורכבות של המערכת על ידי ביטול הצורך חיישנים חיצוניים. תכנון מוצלח דורש הבנה של המאפיינים של EMF האחורי.
מיפוי צד"ל
חזרה EMF מקלה על הפקת מידע מפורט הקשור לתנועה של המערכת האלקטרומכנית ומספקת נתוני אבחון. מתח נוצר בין הפולסים הנוכחיים של הכונן של המנוע לבין התנועה של סליל המנוע דרך השדה המגנטי של המנוע. מידע זה מכונה לעתים קרובות מהירות ו / או זווית העומס (SLA) של המנוע. מהירות זוויתית של מנוע צעד יכול להיות בקירוב גם על ידי ניטור את הגודל של EMF האחורי.
איור 1 מציג את המיפוי של סיכות צד"ל בעת נהיגה במנוע סטפר קונבנציונאלי המותקן במערכת מכנית באמצעות בקר AMI-30522 של מנוע הסופר מחולק. מידע זה נאסף במהלך סריקה של קלט NXT (קלט השעון הקובע את מהירות עירור המנוע). כפי שהוא נע משמאל לימין, את התדירות של עירור מגביר ואתה יכול לראות בבירור את תחומי העבודה השונים. היכולת למדוד את המאפיינים המנועיים של המערכת כולה היא תכונה חזקה מאוד של סדרת AMIS-305xx - במיוחד היא יכולה להתמודד עם אתגרי התכנון המסורתיים, אבל לפני כן, מעצב המערכת רק ניתח את ביצועי התהודה של המנוע, וזה לא מוכר כי אזורים אלה עשויים להשתנות פעם אחת את כל המכני המכשיר מורכב.
מערכת בקרת המנוע יכולה לדגום ברציפות את המתח SLA, ואם המצב לא נורמלי הוא נתקל, צעדים מתאימים ניתן לנקוט. מאז הכוח האחורי electromotive הוא פרופורציונלי מהירות סיבוב של הרוטור, זה יכול לשמש בנוחות לחוש את העומס החיצוני על פיר המוצא ו לווסת את זרם המסופק המנוע. אזור נוסף שבו נתונים סיכה צד"ל הוא מאוד שימושי כאשר המנוע עומד להיכנס לאזור מהדהד. על ידי תכנון אלגוריתם כדי לזהות במהירות את המצב הזה, מערכת בקרת מנוע stepper יכול מיד להאיץ דרך אזור זה כדי להגיע במהירות בטוחה חדשה.
הריבוע האדום בצד שמאל של איור 1 מדגיש את התהודה במערכת. זה יכול להיות בגלל ההתקנה בפועל של המנוע, את התדר הבסיסי של תהודה המנוע בין הצעדים צעד, או גורמים אחרים בסדר השני. אלה הם בדרך כלל אזורי מהירות ההחלפה כי יש להימנע. אם נעשה שימוש בטכנולוגיית EMF האחורית של ON Semiconductor, ניתן למפות אותה בקלות תוך דקות ספורות. זה יעזור להפחית את הלחץ על המערכת האלקטרומכנית. זה חשוב כי הלחץ במערכת יכול לגרום רעש מוגבר, ביצועים מושפעים, ועלול לגרום לאמינות המערכת מופחת. גולת הכותרת של שיטת איסוף נתונים זו היא שתהליך המיפוי ניתן להשלמה ללא שינויים פיזיים במערכת. החיישן היחיד הוא המנוע עצמו, ולכן אין מורכבות מכנית נוספת.
הריבוע האדום בצד ימין של איור 1 מציין את האזור שבו הכונן הנוכחי עולה על הזמן קבוע RLC של המערכת, וכתוצאה מכך הנוכחי שיורית על סליל המנוע. זהו "המהירות המותרת" עבור מערכת אלקטרומכנית זו בפרט.
בין שני אזורים אלה מומלץ לעבוד באזור המנוע. כמו כן יש לציין כי מיפוי אותו יכול לשמש גם כדי לזהות תנאי דוכן שבו המנוע לא יכול להיות commutated (ולכן לא יכול לייצר בחזרה EMF). בבקר המערכת, מצב זה יכול להיות נשלט רק על ידי הגדרת סף המינימום בין עירורים המנוע.
השתמש בנתוני מיפוי בתכנון שלך
לאחר השלמת המיפוי ואת פרופיל מהירות אידיאלי ידוע, ערך SLA הטוב ביותר ניתן לבחור. עבור מערכת מסוימת, היא מייצגת את נקודת העבודה היעילה ביותר. משתני בקרה מוטוריים כגון הכונן הנוכחי, ההאצה והמהירות ניתנים להתאמה דינמית כדי למנוע בעיות העלולות לפגוע ביעילות, כגון תהודה מכנית וכונן זרם מופרז. היתרון של שיטת ה- EMF ללא חיישנים / גב הוא שהמשוב מהחיישן אינו מידע בינארי פשוט, אך ניתן להשתמש בו לקבלת מידע אבחון מפורט מהמנוע מבלי להוסיף מורכבות מערכת נוספת, המאפשרת לנו להשתמש בשינויים עדינים ב- SLA עבור פיצוי בזמן אמת כדי למנוע צעדים אבודים.
