optymalne sterowanie obrotami silnika
Masz problem? Zapytaj na forum elektroda.pl z bramk± pl.misc.elektronika!
From: Olgierd Cybulski <Cybulski_at_nospam_pkpf.if.uj.edu.pl>
Subject: optymalne sterowanie obrotami silnika
Date: Sat, 14 Feb 1998 17:41:05 +0100
Buduje uklad sterujacy obrotami silnika pradu stalego.
Jest to zwykly silnik od wycieraczek samochodowych,
zawierajacy wewnetrzna przekladnie slimakowa.
Obciazenie mechaniczne tego silnika jest nieliniowe
i rezonansowe (kilka polaczonych momentow bezwladnosci
polaczonych sprezynami).
Jedyna informacja o polozeniu silnika w danej chwili
jest transoptor zaslaniany raz na jeden obrot tarczy silnika
(po przelozeniu, tzn. otrzymuje impulsy mniej wiecej raz
na sekunde).
Chce zaprojektowac uklad elektronicznej stabilizacji
obrotow (nie mocy !) silnika, tzn. cos, co majac
informacje jedynie o kolejnych czasach trwania obrotu
tarczy stabilizuje predkosc obrotowa silnika.
Uwaga, na jeden obrot tarczy (czyli na jeden impuls z
transpotora) przypada kilkadziesiat obrotow samego
silnika.
Mam do dyspozycji mikrokontrolery, wiec sterowanie
moze byc dowolnie inteligentne.
Czy ktos spotkal sie z podobnym zagadnieniem, lub zna
algorytm wyznaczania mocy biezacej silnika na podstawie
minionych czasow obrotu tarczy ?
Czy to zadanie jest w ogole sensowne, czy bardziej oplaca
sie wstawic transoptor do wnetrza silnika (by pokazywal
obroty samego silnika, a nie przekladni) ?
Z gory dziekuje za wszelkie informacje.
P.S.
Zaznaczam, ze problem nie jest trywialny, gdyz
wielorezonansowe obciazenie sprawia, ze silnik
jest obciazony momentem efektywnym
dosc nieregularnie zaleznym od czasu.
From: jarek_at_nospam_hrabia.ibib.waw.pl ()
Subject: Re: optymalne sterowanie obrotami silnika
Date: 16 Feb 1998 10:05:07 GMT
Olgierd Cybulski (Cybulski_at_nospam_pkpf.if.uj.edu.pl) wrote:
Buduje uklad sterujacy obrotami silnika pradu stalego.
Jest to zwykly silnik od wycieraczek samochodowych,
zawierajacy wewnetrzna przekladnie slimakowa.
Obciazenie mechaniczne tego silnika jest nieliniowe
i rezonansowe (kilka polaczonych momentow bezwladnosci
polaczonych sprezynami).
Jedyna informacja o polozeniu silnika w danej chwili
jest transoptor zaslaniany raz na jeden obrot tarczy silnika
(po przelozeniu, tzn. otrzymuje impulsy mniej wiecej raz
na sekunde).
Chce zaprojektowac uklad elektronicznej stabilizacji
obrotow (nie mocy !) silnika, tzn. cos, co majac
informacje jedynie o kolejnych czasach trwania obrotu
tarczy stabilizuje predkosc obrotowa silnika.
Uwaga, na jeden obrot tarczy (czyli na jeden impuls z
transpotora) przypada kilkadziesiat obrotow samego
silnika.
Mam do dyspozycji mikrokontrolery, wiec sterowanie
moze byc dowolnie inteligentne.
Czy ktos spotkal sie z podobnym zagadnieniem, lub zna
algorytm wyznaczania mocy biezacej silnika na podstawie
minionych czasow obrotu tarczy ?
Czy to zadanie jest w ogole sensowne, czy bardziej oplaca
sie wstawic transoptor do wnetrza silnika (by pokazywal
obroty samego silnika, a nie przekladni) ?
Z gory dziekuje za wszelkie informacje.
P.S.
Zaznaczam, ze problem nie jest trywialny, gdyz
wielorezonansowe obciazenie sprawia, ze silnik
jest obciazony momentem efektywnym
dosc nieregularnie zaleznym od czasu.
Po pierwsze chcialem zaznaczyc, ze zadna 'inteligencja' mikrokontrolerow nie
jest w stanie przewidziec co sie dzieje z ukladem pomiedzy kolejnymi impulsami
jesli czestotliwasc rezonansow jest wieksza od szetotliwosci impulsow.
Problem, mimo zaznaczenia jego "nietrywialnosci" jest dosc banalny i juz na wiele
sposobow rozwiazany. I nie trzeba stosowac mikrokontrolerow.
Po prostu daje sie enkoder na walku silnika (np 100 imp/obr) - z tego mozemy
miec 400 impulsow/ obrot (sam taki enkoder dorabialem do sinika od wycieraczek poloneza).
Impupsy posyla sie na filtr - i juz masz predkosc obrotowa. Potem podajesz to na
regulator np PI, czterocwiartkowy sterownik i juz. Obroty stabilizowane.
Wspomniany przezemnie silnik pracowal w pompie perystaltycznej, gdzie momenty
buszowaly jak chcialy - a mimo to udalo sie ustabilizowac.
Nie bardzo rozumiem po co algorytm wyznaczania mocy biezacej.
Jesli chcesz mam takie sterowniki gotowe (no trzeba je poskladac).
Pozdrawiam Jarek.G
From: Olgierd Cybulski <cybulski_at_nospam_pkpf.if.uj.edu.pl>
Subject: Re: optymalne sterowanie obrotami silnika
Date: Tue, 17 Feb 1998 13:38:20 +0100
jarek_at_nospam_hrabia.ibib.waw.pl wrote:
Problem, mimo zaznaczenia jego "nietrywialnosci" jest dosc banalny i juz na wiele
sposobow rozwiazany. I nie trzeba stosowac mikrokontrolerow.
Po prostu daje sie enkoder na walku silnika (np 100 imp/obr) - z tego mozemy
miec 400 impulsow/ obrot (sam taki enkoder dorabialem do sinika od wycieraczek poloneza).
Impupsy posyla sie na filtr - i juz masz predkosc obrotowa. Potem podajesz to na
regulator np PI, czterocwiartkowy sterownik i juz. Obroty stabilizowane.
Nie chodzi mi o stabilizacje predkosci obrotowej, tylko czasu trwania
obrotu.
Oczywiscie fluktuacje predkosci obrotowej powinny byc minimalne, lecz
chodzi
o cos wiecej, tzn. o to, by sredni czas wykonania jednego obrotu
(przekladni,
nie silnika) byl staly z duza dokladnoscia.
Stabilizator predkosci obrotowej silnika tego nie zapewnia (nie ma
gwarancji,
ze suma bledow wprowadzonych do kolejnych obrotow samego silnika sie
wyzeruje
podczas pelnego obrotu przekladni).
Poza tym chetnie sie dowiem co to jest "czterocwiartkowy sterownik".
Nie bardzo rozumiem po co algorytm wyznaczania mocy biezacej.
Chodzilo mi o to, ze teoretycznie na podstawie odpowiednio duzej
liczby pomiarow minionych okresow obrotu da sie dowolnie dokladnie
przewidziec optymalny sposob napedzania silnika (tzn. moc biezaca
w funkcji czasu) by okres obrotu przekladni byl niemal staly.
Brzmi to szokujaco, ale jest prawda (wniosek z tw. Takensa, sluszny
dla ukladow z chaosem deterministycznym).
Myslalem nad tym, jak to zrobic w praktyce, i doszedlem do wniosku,
ze prosciej i taniej bedzie wstawic transoptor (lub inny enkoder)
do silnika.
Co do mikrokontrolera, to i tak bedzie w ukladzie pelnil inne funkcje,
wiec wykorzystam go rowniez do stabilizacji obrotow.
Pozdrownienia -
O.C.
Jesli chcesz mam takie sterowniki gotowe (no trzeba je poskladac).
Pozdrawiam Jarek.G
From: ascomp_at_nospam_technik.swiebodzin.pl (Andrzej Sarbinowski)
Subject: Re: optymalne sterowanie obrotami silnika
Date: Tue, 17 Feb 1998 17:58:37 GMT
Nie chodzi mi o stabilizacje predkosci obrotowej, tylko czasu trwania
obrotu.
Oczywiscie fluktuacje predkosci obrotowej powinny byc minimalne, lecz
chodzi
o cos wiecej, tzn. o to, by sredni czas wykonania jednego obrotu
(przekladni,
nie silnika) byl staly z duza dokladnoscia.
A czy nie prosciej i taniej bedzie zastosowac silnik krokowy ?
Masz zapewniona (prawie)dowolnie duza stabilnosc predkosci obrotowej -
ograniczona jedynie stabilnoscia uzytego oscylatora : kwarcowego lub
innego. Mankamentem rozwiazania jest ograniczona moc silnikow
krokowych : ale mozna uzyc przekladni jakby co.
I nie potrzeba zadnych transoptorow ani zadnych innych enkoderow.
Chodzilo mi o to, ze teoretycznie na podstawie odpowiednio duzej
liczby pomiarow minionych okresow obrotu da sie dowolnie dokladnie
przewidziec optymalny sposob napedzania silnika (tzn. moc biezaca
w funkcji czasu) by okres obrotu przekladni byl niemal staly.
Brzmi to szokujaco, ale jest prawda (wniosek z tw. Takensa, sluszny
dla ukladow z chaosem deterministycznym).
Czy aby nie za bardzo naciagasz ta teorie ?. Pytanie czy ta
odpowiedno duza liczba pomiarow okresow jest do spamietania w realnej
pamieci ?.A co z zakloceniami ?. I czy Twoj uklad jest ma na tyle
proste i stabilne w czasie obciazenie ?. Moze jednak masz racje :
bylaby to rewolucja w metodach sterowania !!!. (Nie jestem jednak az
takim optymista.)
Andrzej Sarbinowski
ascomp_at_nospam_technik.swiebodzin.pl
tel. 0602BUTIQE
From: Olgierd Cybulski <cybulski_at_nospam_pkpf.if.uj.edu.pl>
Subject: Re: optymalne sterowanie obrotami silnika
Date: Tue, 17 Feb 1998 22:04:11 +0100
Andrzej Sarbinowski wrote:
A czy nie prosciej i taniej bedzie zastosowac silnik krokowy ?
Masz zapewniona (prawie)dowolnie duza stabilnosc predkosci obrotowej -
ograniczona jedynie stabilnoscia uzytego oscylatora : kwarcowego lub
innego. Mankamentem rozwiazania jest ograniczona moc silnikow
krokowych : ale mozna uzyc przekladni jakby co.
I nie potrzeba zadnych transoptorow ani zadnych innych enkoderow.
Jasne.
Sek w tym, ze silnik juz tam jest, i to wlasnie od wycieraczek.
Gdyby chodzilo o jeden silnik, to moze bym go wymienil.
Ale ja mam az 8 gotowych zestawow do modernizacji.
Chyba normalne, ze w tej sytuacji wole dobrze pomyslec i
malo dlubac, niz odwrotnie (poza tym koszty...)
Czy aby nie za bardzo naciagasz ta teorie ?. Pytanie czy ta
odpowiedno duza liczba pomiarow okresow jest do spamietania w realnej
pamieci ?.A co z zakloceniami ?. I czy Twoj uklad jest ma na tyle
proste i stabilne w czasie obciazenie ?. Moze jednak masz racje :
bylaby to rewolucja w metodach sterowania !!!
Wlasnie: wielkosc pamieci i zaklocenia - dlatego teoria pozostaje
teoria (napisalem o tym, jako o ciekawostce).
Teoretycznie da sie w ten sposob (na podstawie
analizy szeregu kolejnych probek) sterowac ukladem
z dowolnie skomplikowanym i niestabilnym obciazeniem,
byle deterministycznym.
W przypadku moich silnikow nie ma to oczywiscie znaczenia,
ale bywa wykorzystywane w analizie ukladow chaotycznych
(sterowanie turbulentnymi przeplywami, analiza pracy serca,
gieldy papierow bezwartosciowych itp.)
Wracajac do prozy zycia - dzieki za rady, wstawie do silnika
transoptor i pomecze sie z programem sterujacym.
O.C.
From: lis_at_nospam_papuga.ict.pwr.wroc.pl (Jaroslaw Lis)
Subject: Re: optymalne sterowanie obrotami silnika
Date: Wed, 18 Feb 1998 01:18:22 GMT
On Tue, 17 Feb 1998 17:58:37 GMT, Andrzej Sarbinowski wrote:
A czy nie prosciej i taniej bedzie zastosowac silnik krokowy ?
Tak w ogole to silniki krokowe w napedach kiepsko sie sprawdzaja.
Ale tu akurat moze sie sprawdza.
J.