Борьба с люфтом в приводе

Ответить
sdv_cyborg!
Сообщения: 23
Зарегистрирован: 26 июл 2018, 20:30

Борьба с люфтом в приводе

Сообщение sdv_cyborg! » 31 окт 2019, 08:38

Здравствуйте!
Прошу совета в вопросе борьбы с люфтом электронным путем в приводе с редуктором.

Есть, условно скажем, манипулятор - рычаг, управляемый коллекторным двигателем через редуктор. В редукторе, собственно говоря, есть люфт. Все бы оно ничего, и люфт небольшой (что-то около 0.8 градуса), но проблема в том, что рычаг очень инерционный и достаточно тяжелый, а также расположен вертикально, в связи с чем при перемещении его вверх-вниз на него действует сила тяжести, которая преобразуется в довольно-таки ощутимый момент - 0.2 Нм, если приводить к валу двигателя, это примерно половина от максимального момента, который двигатель может вытянуть. Система управления подчиненная трехконтурная, режимы управления разные - как по скорости (оператор просто джойстиком управляет), так и по положению. Собственно говоря, самые большие проблемы при управлении по скорости: когда рычаг движется вверх, т.к. против силы тяжести, то останов он отрабатывает достаточно точно, в пределах погрешности, обусловленной люфтом. Когда же он движется вниз, то при останове двигателя рычаг за счет своей инерции продолжает еще движение в области люфта и в итоге, когда люфт выбирается, он создает ударную нагрузку, на которую реагирует регулятор тока и вводит рычаг в автоколебания - как раз в диапазоне 0.8 градусов.
Ну и кроме того, любые ударные нагрузки (которые по ТЗ рабочий орган должен выдерживать) приводят к таким же точно колебаниям.
Также добавлю, что сложности добавляет тот факт, что датчик положения вала находится непосредственно на рабочем органе, т.о. определить, находится ли привод в зоне люфта или нет затруднительно.

Можете ли подсказать, какие способы борьбы с неустойчивостью при наличие люфта существуют? Так беглым взглядом смотрел в сети - при регулировании по положению в таком случае предлагается просто по останову привода доводить его "вслепую" до контакта зубов шестерен, скажем, на те же 0.8 градусов. А при управлении по скорости я пока ничего не нашел.

Аватара пользователя
Лашкевич Максим
Сообщения: 191
Зарегистрирован: 30 дек 2015, 10:38

Re: Борьба с люфтом в приводе

Сообщение Лашкевич Максим » 01 ноя 2019, 11:58

Честно говоря, у нас опыта работы с таким объектом нет. Если датчик стоит прямо на "рычаге", то единственный совет - это поставить датчик положения также на двигатель, и попытаться работать по нему, а внешний датчик положения использовать для расчета выбора люфта, его предсказания и предсказания удара (сделать модель объекта с люфтом внутри контроллера, использовать её сигнал как предсказание приложения внешнего момента, и корректировать модель по двум датчикам положения).
С уважением,
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.

sdv_cyborg!
Сообщения: 23
Зарегистрирован: 26 июл 2018, 20:30

Re: Борьба с люфтом в приводе

Сообщение sdv_cyborg! » 01 ноя 2019, 12:17

Ну я тоже к такому склоняюсь, т.к. другие методы вряд ли помогут.
Была еще глупая мысль поставить КИХ-фильтр сигналов токового шунта в ОС контура по току, чтобы в случае возникновения биений высокой частоты резко их адемпфировать, но так можно сделать только хуже, т.к. на фильтр может уйти весь запас по фазе системы...

Аватара пользователя
Лашкевич Максим
Сообщения: 191
Зарегистрирован: 30 дек 2015, 10:38

Re: Борьба с люфтом в приводе

Сообщение Лашкевич Максим » 01 ноя 2019, 13:41

В обратную связь тока точно не надо фильтры ставить, контур тока должен быть быстрым. Можно в задание контура тока ставить (в выход регулятора скорости) или в обратную связь по скорости, и ставить режекторный фильтр на нужную частоту. Но это рецепт для резонансов, не для этого случая. Все равно будет качаться, но на другой частоте.
С уважением,
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.

sdv_cyborg!
Сообщения: 23
Зарегистрирован: 26 июл 2018, 20:30

Re: Борьба с люфтом в приводе

Сообщение sdv_cyborg! » 01 ноя 2019, 14:00

Лашкевич Максим писал(а):
01 ноя 2019, 13:41
В обратную связь тока точно не надо фильтры ставить, контур тока должен быть быстрым. Можно в задание контура тока ставить (в выход регулятора скорости) или в обратную связь по скорости, и ставить режекторный фильтр на нужную частоту. Но это рецепт для резонансов, не для этого случая. Все равно будет качаться, но на другой частоте.
А где можно поподробнее прочитать о таком применении фильтров в контурах? Для пополнения знаний, так сказать - мало ли, что еще попадется.

Аватара пользователя
Лашкевич Максим
Сообщения: 191
Зарегистрирован: 30 дек 2015, 10:38

Re: Борьба с люфтом в приводе

Сообщение Лашкевич Максим » 02 ноя 2019, 13:07

С уважением,
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.

sdv_cyborg!
Сообщения: 23
Зарегистрирован: 26 июл 2018, 20:30

Re: Борьба с люфтом в приводе

Сообщение sdv_cyborg! » 18 ноя 2019, 10:55

Лашкевич Максим писал(а):
01 ноя 2019, 13:41
В обратную связь тока точно не надо фильтры ставить, контур тока должен быть быстрым. Можно в задание контура тока ставить (в выход регулятора скорости) или в обратную связь по скорости, и ставить режекторный фильтр на нужную частоту. Но это рецепт для резонансов, не для этого случая. Все равно будет качаться, но на другой частоте.
Кстати, как ни странно, но цепочка из адаптивного режекторного фильтра и ФНЧ первого порядка в ОС контура скорости помогла подавить люфт, и даже намеренное раскачивание рычага достаточно хорошо гасится.

Аватара пользователя
Лашкевич Максим
Сообщения: 191
Зарегистрирован: 30 дек 2015, 10:38

Re: Борьба с люфтом в приводе

Сообщение Лашкевич Максим » 18 ноя 2019, 12:28

Все зависит от механизма, конечно, иногда математической моделью (которой в некоторой степени является фильтр) можно достичь приемлемых результатов. Только лучше ставить эту цепочку в задание момента, а не в ОС по скорости, чтобы раскачивающий сигнал не прошёл из регулятора положения в контур тока через пропорциональную часть регулятора скорости, минуя фильтры.
С уважением,
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.

Ответить