Борьба с люфтом в приводе
-
- Сообщения: 23
- Зарегистрирован: 26 июл 2018, 20:30
Борьба с люфтом в приводе
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.
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.
- Лашкевич Максим
- Сообщения: 342
- Зарегистрирован: 30 дек 2015, 10:38
Re: Борьба с люфтом в приводе
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.
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.
-
- Сообщения: 23
- Зарегистрирован: 26 июл 2018, 20:30
Re: Борьба с люфтом в приводе
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...
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...
- Лашкевич Максим
- Сообщения: 342
- Зарегистрирован: 30 дек 2015, 10:38
Re: Борьба с люфтом в приводе
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.
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.
-
- Сообщения: 23
- Зарегистрирован: 26 июл 2018, 20:30
Re: Борьба с люфтом в приводе
А где можно поподробнее прочитать о таком применении фильтров в контурах? Для пополнения знаний, так сказать - мало ли, что еще попадется.Лашкевич Максим писал(а): ↑01 ноя 2019, 13:41В 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.
- Лашкевич Максим
- Сообщения: 342
- Зарегистрирован: 30 дек 2015, 10:38
Re: Борьба с люфтом в приводе
Например, Alexander Bähr "Speed Acquisition Methods for High-Bandwidth Servo Drives"
С уважением,
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.
-
- Сообщения: 23
- Зарегистрирован: 26 июл 2018, 20:30
Re: Борьба с люфтом в приводе
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.Лашкевич Максим писал(а): ↑01 ноя 2019, 13:41В 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.
- Лашкевич Максим
- Сообщения: 342
- Зарегистрирован: 30 дек 2015, 10:38
Re: Борьба с люфтом в приводе
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.
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.