Com dominar més eficaçment l'algoritme de control de motor pas a pas
En l'optimització del disseny de sistemes de control de moviment basats en motors de stepper, enginyers ha de considerar factors com el cost, rendiment, eficiència, desafiaments resposta inesperada (com ressonància mecànica) i temps de desenvolupament. Sistemes de control motor moderns afrontar el repte d'operar en una varietat d'ambients adversos, i l'eficiència global de les solucions tradicionals sovint està limitada per les condicions pitjor dels casos trobats per tot el sistema. Algorismes de control adaptatiu són essencials per extreure la màxima eficiència d'un sistema optimitzat electromecànic.
Cartografia del sistema
Si vols eficàcia, heu d'assignar les condicions límit de tot el sistema electromecànic. Ha de ser considerat totes les variables del sistema: temperatura, degradació mecànica, acceleració, velocitat, tensió d'alimentació i així successivament. L'arquitectura del sistema també té un impacte en això.
En els sistemes de circuit obert, sovint és necessari excitar el motor amb el pitjor dels casos unitat actual i perfils de velocitat, perquè puguem assumir que l'eficiència no és l'objectiu principal de disseny per a aquests sistemes. Aquest tipus de proves és molt de temps perquè el sistema ha de ser verificat al subministrament tots tensió, temperatura i velocitat de valors que el motor pot utilitzar per minimitzar el risc de ressonància. Cada sistema motor pas a pas té el potencial per ressonen, normalment perquè funciona a (o a prop) la freqüència natural del motor. Evitar aquestes zones és fonamental perquè ressonància pot causar el motor a perdre moció o introduir una condició estable. No obstant això, per bucle obert sistemes, determinació d'aquestes àrees pot ser molt difícils.
Control de bucle tancat típicament té dues formes: un sistema basat en sensors (llum o efecte Hall) i un sistema sensorless. Sistemes sensorless, també coneguts com a "sistemes de bucle semi-tancat", solen utilitzar la tensió generada per les bobines motors com resposta. Sistemes de control basats en sensors són àmpliament utilitzats, però altres canvis en el sensor ha de ser considerat en la pràctica de cartografia. Un gran avantatge dels sistemes sensorless és que només cal llegir la informació sobre el moviment físic del motor. Un altre avantatge important és el cost reduït sistema de sistemes de bucle tancat o semi-tancats, mentre que la reducció de la complexitat del sistema eliminant la necessitat a sensors externs. Disseny de reeixit requereix una comprensió de les característiques de l'esquena EMF.
Assignació de SLA
EMF posterior facilita l'extracció d'informació relacionada amb el moviment del sistema electromecànic i proporciona dades de diagnòstic. Es genera una tensió entre la unitat actual polsos del motor i el moviment de la bobina del motor pel camp magnètic del motor. Aquesta informació es refereix sovint com el angle velocitat i/o càrrega (SLA) del motor. La velocitat angular del motor pas a pas bé es pot aproximar mitjançant el control de la magnitud de l'esquena EMF.
La figura 1 Mostra la cartografia de l'SLA pins quan conduint un motor pas a pas convencionals muntades en un sistema mecànic utilitzant el controlador de motors pas a pas subdividit AMIS-30522. Aquesta informació es recull durant l'escombrat de l'entrada NXT (les aportacions de rellotge que determina la velocitat d'excitació motor). Mentre es mou d'esquerra a dreta, augmenta la freqüència de l'excitació i es pot veure clarament les zones de treball diferents. La capacitat de mesurar les característiques de tot el sistema motors és una característica molt potent de la sèrie AMIS-305xx — especialment pot manejar reptes del disseny tradicional, però abans d'això, el dissenyador de sistema només analitza l'actuació de ressonància de la motor i no es reconeix que aquestes àrees poden canviar un cop tot el dispositiu mecànic és armar.
El sistema de motor control contínuament podreu degustar el voltatge SLA, i si es troba una situació anormal, pot prendran les mesures oportunes. Des de la força electromotriu posterior és proporcional a la velocitat rotacional del rotor, això es convenientment poden notar la càrrega externa en l'eix de sortida i regular l'actual subministrada al motor. Un altre àmbit on les dades del SLA pin és molt útils és quan el motor està a punt d'entrar a la regió ressonant. Per dissenyar un algoritme per identificar ràpidament aquesta situació, el sistema de control de motor pas a pas immediatament pot accelerar a través d'aquesta àrea per arribar a una nova velocitat segur.
La plaça Roja en la part esquerra de la figura 1 destaca la ressonància en el sistema. Això pot ser degut a la instal lació del motor, la freqüència fonamental de la ressonància motor entre els passos escalonat o altres factors de segon ordre. Aquestes són en general zones de velocitat de commutació que cal evitar. Si s'utilitza tecnologia de EMF darrere de en semiconductors, això es poden fàcilment assignar en qüestió de minuts. Això ajudarà a reduir la pressió sobre el sistema electromecànic. Això és important perquè la pressió del sistema pot causar augment de soroll, rendiment degradat i pot resultar en la fiabilitat de sistema reduït. El punt culminant d'aquest mètode de recollida de dades és que pot completar el procés de mapatge sense canvis físics al sistema. El sensor només és el motor en si, així que no hi ha cap complexitat mecànica addicional.
La plaça Roja en la part dreta de la figura 1 indica la zona on la unitat actual supera la constant de temps RLC del sistema, ocasionant residual corrent en la bobina del motor. És el "límit de velocitat" per a aquest sistema particular electromecànic.
Entre aquests dos àmbits és l'àrea de treball motor recomanada. També cal assenyalar que l'assignació mateix també es pot utilitzar per identificar les condicions de lloc on el motor no pot ser commutated (i per tant no pot generar esquena EMF). En el controlador de sistema, aquesta situació només pot ser controlat per configurar el llindar mínim entre excitacions motors.
Utilitzar dades de mapatge en el seu disseny
Una vegada que l'assignació és completa i el perfil de velocitat ideal és conegut, es pot triar el millor valor de SLA. Per a un sistema determinat, es representarà el punt de treball més eficient. Variables de motor control com unitat actual, velocitat i acceleració es pot ajustar dinàmicament per evitar problemes que poden comprometre l'eficiència, com ressonància mecànica i excessiva unitat actual. L'avantatge del mètode EMF o sensorless de fons és que la resposta des del sensor no és una simple informació binària, però es pot utilitzar per obtenir informació detallada del diagnòstic de motor sense afegir complexitat sistema addicionals, permetent-nos utilitzar Subtle canvis en l'SLA compensació en temps real per evitar passos perduts.
