LINUX.ORG.RU

Нужна модель изменения сопротивления для коллекторника переменного тока

 моторы,


0

1

https://github.com/speedcontrols/ac_sc_grinder/tree/master/doc#motors-resista...

Делаем регулятор с бездатчиковой стабилизацией оборотов. Пока для коллекторников переменного тока (бормашинки, дрелики и т.п. без магнитиков). Обнаружился довольно мутный эффект - у мотора реально меняется активное сопротивление, в зависимости от оборотов и нагрузки. Именно активное, я не ошибся.

А поскольку от сопротивления мотора зависит вычисляемая скорость на низких оборотах, начинаются всякие нехорошие эффекты. В итоге в ПИ-регуляторе приходится расслаблять коэффициенты. Когда пытались на глаз сделать коррекцию сопротивления (почти от балды), то интегральный коэффициент уменьшился в разы. Хотелось бы подвести под это дело научную базу. Я конечно могу с умным видом потрындеть про искры в щетках, но нарисовать формулы и расписать алгоритм калибровки это не помогает.

Кто-нибудь разбирался с подобным эффектом?

★★★★★

Ответ на: комментарий от Zubok

Если есть уверенность, что в той статье имеется то что нужно, можно ее в конце концов просто купить.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

Там честно берутся все данные, начиная с нарастания тока (открытия симистора) и заканчивая спадом ТОКА до нуля (а иначе бы не понадобилось зеркалить напряжение).

К слову, вы накапливаете суммарную мощность, предварительно сдвинув каждое суммируемое частичное произведение на 4 бита. Здесь есть риск потери точности на малых скоростях, когда каждое частичное произведение мало. Вы оценивали потерю точности расчета мощности при малых скоростях? Не лучше ли иметь запас разрядной сетки?

Zubok ★★★★★
()
Последнее исправление: Zubok (всего исправлений: 2)
Ответ на: комментарий от Zubok

Причем проблемы могут оказаться в каком-то диапазоне углов открывания, а не всегда, поэтому надо проверять на всем рабочем диапазоне. В результате таких вещей у вас может неправильно считаться мощность. Надо оба сигнала вывести (питание сети и питание мотора) и совместить, чтобы отличие формы заметить хотя бы на глаз.

Я все это делал, аномалий не заметно. Фронт напряжения весьма резкий, как и ожидается. И если бы симистор открывался не резко, на нем бы охрененная мощность начала выделяться бы, грубо говоря. Но такого нет.

curufinwe ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Zubok

Оценивали, не должно быть проблем. К тому же, есть графики результатов вычислителя скорости на низких скоростях - и там не видно ступенек или искажений, которые были бы при недостатке точности. Все плавно.

Не мешает подумать еще раз об этом, но вряд ли в этом дело.

curufinwe ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Zubok

Если ничего не путаю, там был риск переполения, если в лоб на f16.16 делать. Поэтому просто порядок операций перекинули, нормально там все.

Комментарии глянь. Все стремные места содержат подробные пояснения, чтобы через пару месяцев никто не вздумал «улучшить» :)

Vit ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: Vit (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Vit

Если ничего не путаю, там был риск переполения, если в лоб на f16.16 делать. Поэтому просто порядок операций перекинули, нормально там все.

Нет, когда ты делишь на 16 сдвигом малое число, то ты получаешь погрешность. Есть большая разница - накопить сумму произведения в широкой разрядной сетке и потом поделить результат и суммировать поделенные (сдвигом!) частные произведения.

нормально там все.

Я бы не сказал, что это нормально без анализа, что ты теряешь (а ты теряешь). Именно поэтому в DSP с незапамятных времен делали суммирование с расширенной разрядной сеткой. В тех же ADSP накопление в 40-битный расширенный результат. Например:

Extended Dynamic Range—Extended sums-of-products, common in DSP algorithms, are supported in the multiply/accumulate units of the ADSP-218x family. A 40-bit accumulator provides eight bits of protection against overflow in successive additions to ensure that no loss of data or range occurs; 256 overflows would have to occur before any data is lost. Special instructions are provided for imple- menting block floating-point scaling of data.

Zubok ★★★★★
()
Последнее исправление: Zubok (всего исправлений: 3)
Ответ на: комментарий от Zubok

Можешь дать ссылку на конкретную строчку, о которой речь? Я в курсе про аддитивные прогрешности от деления, и таких мест в коде либо нет, либо проверено что точности хватит.

Vit ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: Vit (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Zubok

Там у источников младшие 4 бита нули. Это если не считать что сигнала хватило бы 10 бит, а приезжает 12 с мусором.

Так что тут сдвигать безопасно.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

Точнее, там еще есть коррекция АЦП, но т.к. изначальная точность 12 бит, считать что после коррекции будет 16 глупо.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

Что-то я тут протупил. Если ставить не один транзистор, а полный бридж, то переполюсовкой можно будет обратно удвоить эфективное напряжение на моторе. И чоппер будет нормально работать с тем же мотором, просто с более высоким КПД.

Но бриджи с их схемами управления IMHO точно не для говнодрелей.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

Но бриджи с их схемами управления IMHO точно не для говнодрелей.

Если это считаете проблемой, то тогда оставайтесь в рамках выбранной схемы. Можно попробовать несимметричное управление симистором. Схему при этом менять не надо, она остается той же. Таким образом вы уменьшите гармоники.

Ну и дополнительно можно поставить двухполупериодный выпрямитель (диодный мост) на питание AC и измерять напряжение с него - то есть положительную и отрицательную волну. Это в любом случае улучшит точность. Это даст еще маленький совсем плюсик: так как вы уперлись в измерение напряжения питания, то этот диодный мост вам дополнительно даст компенсацию падения напряжения на симисторе, которое вы не учитываете (но его примерно можно и программно учесть, считая его где-то 1-2 В). Это потому, что на диодном мосте полупериоды будут тоже срезаны на 2*V_f (двойное падение напряжения на выпрямительном диоде). Неучет падения напряжения на симисторе влияет в пределах 1%, наверное, но все равно.

Zubok ★★★★★
()
Последнее исправление: Zubok (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Zubok

компенсацию падения напряжения на симисторе, которое вы не учитываете (но его примерно можно и программно учесть, считая его где-то 1-2 В)

На маленьких скоростях значимость этой ошибки увеличивается, кстати.

Zubok ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Zubok

Что-то мне подсказывает, что на потери симистора можно спокойно забить болт. Я имею в виду, что под такие гипотезы лучше сразу оценки погрешности прикидывать, чтобы не отвлекаться на мелочи.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

Ну так оцени. У тебя расхождение тем больше будет, чем меньше скорость. Если бы форма волны была прямоугольник, то можно было утверждать, что значение напряжения всегда где-то на 0.5% будет отличаться. Но у тебя синусоида, поэтому срез внизу в самом широком месте 2 В не такой процент даст, а больше. А если приближаться к малым скоростям, то еще больше. То есть при уменьшении скорости погрешность только растет и вычисленная мощность будет больше реальной. На сколько — вот и посчитай в нескольких точках.

Если ничего не трогать, то проще всего компенсировать программно. Какое-то фиксированное маленькое значение, соответствующее 1-2 В все время отнимать от измеренного напряжения. Типа коррекция.

Ты в треде задавал два отдельных вопроса. Что может быть в районе искажения характеристики в точке 0.4 и что за херня происходит на малых скоростях с показаниями. А вот как раз может быть частично и это.

Zubok ★★★★★
()
Последнее исправление: Zubok (всего исправлений: 3)
Ответ на: комментарий от Zubok

Минимальная скорость ограничена 15%. Учитывая нелинейность мотора, в вольтах это 20-30% от максимума. То есть ошибка даже до 5% не дотянет.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Zubok

Можно попробовать несимметричное управление симистором.

Давай уточним суть явления и задачи. Улучшать КПД нам не особо нужно. Достаточно улучшить показания датчика. Теперь вопросы.

1. Возможно я не так понял, но мне показалось что улучшения касаются исключительно 3 гармоники, чтобы вписаться в стандарт. Иначе не понятно, почему постоянно упоминается фаза 90 градусов. Ведь очевидно, что чем больше фаза, тем больше % энергии в гармониках (ну тупо пик острее у огрызка синусоиды).

2. Возможно я опять не так понял, но мне показалось что выигрыш от несимметричного управления не такой уж и большой. Ну то есть оно конкретно третью гармонику давят, но общий КПД не особо выпрямляется, поэтому нет ни каких гарантий что наш алгоритм станет работать лучше.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

Минимальная скорость ограничена 15%. Учитывая нелинейность мотора, в вольтах это 20-30% от максимума. То есть ошибка даже до 5% не дотянет.

Ну, моё дело предположить, а вы считайте, насколько там реальность врет. Это же у вас голова болит. Еще пара идеек в тему отклонений на низких скоростях.

1. Проверить измерение тока. Так как динамический диапазон ограниченный, то надо оценить какая погрешность получается при измерении малых токов и как она влияет на фактический алгоритм расчета скорости. Это тоже может дать какую-то погрешность дополнительную. Каждая фигня может дать небольшую, а вместе уже заметно.

2. На малых скоростях активная мощность относительно малая, поэтому могут стать заметны механические потери на трение. Трение в подшипниках и трение щеток. Причем щетки больший вклад дают.

Zubok ★★★★★
()

Zubok, Morin, есть 2 вопроса

1. Хочу выпилить оптрон и рулить триаком напрямую с проца. Но во ВСЕХ схемах от ST (например тут) питание с общим плюсом. Нахрена?

Я пытался схему перерисовать, и уперся в то, что отрицательных стабилизаторов на -3.3v за вменяемые деньги нет. Потом еще подумал - вроде если с общим минусом делать, то полярность управляющих импульсов относительно сети сохраняется. Нахрена тогда в аппнотах с общим плюсом рисуют? Ради смещения шунта что ли?


2. Киньте ссылки на гитхабовские профили, если не секретные. Я еще не придумал куда, но попробую в credits упомянуть. Вообще я не фанат засирать такими штуками ридми, поэтому на 100% не обещаю. Но желание есть. Если чо, себя и Олега тоже пока нигде не вписывал, но нас по истории коммитов видно.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

Хм... а тут нормальное питание, с общим минусом. Правда для лампочки.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

1. Вроде и нет разницы, хотя может плохо смотрю, на мой взгляд это вопрос привычки

2. Можете не писать ничего, я не обижусь (:

Morin ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Morin

Роюсь в аппнотах, похоже что полярность импульсов все-таки разная, и у 3Q каки-то траблы с положительными импульсами. Вот только я не могу найти, где про это написано прямым текстом.

На 4Q со снабером как-то не хочется валить. И городить цепочку из проходного конденсатора и диода тоже. Надо найти кого-то, кто шарит, что там такое с 3Q творится.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Zubok

Угу. Мне Олег объяснил, что 3Q триаки за счет отсутствия ложных срабатываний ограничены в управлении, и там реально отрицательные импульсы нужны.

AN4564 читал, там в конце есть ссылка на единственный вариант, который в нашем случае прокатит - AN440 - QII and QIII TRIAC triggering with positive power supply. Вот думаю, стоит ли выпиливание оптрона и снабера магии с проходным конденсатором и диодом.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Morin

Не, с болтающейся землей и отвязанным плюсом проца не катит, видел уже. Во первых детальки чтобы триак дергать, во-вторых на АЦП сигнал сместится и будет совсем жопа.

Хочется ж выпилить, чтобы деталек меньше стало. А альтернативы пока тухлые. Я уже отрицательные стабилизаторы смотрел даже не LDO, на LCSC ничего вменяемого вообще.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

когда-то надо остановиться. А то был у меня прибор в разработке, меня почти пинком заставили вывалить в продакшен и кстати правильно сделали, а то бы наверное все еще пилил, там есть куда

Morin ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Morin

А если линейный стабилизатор совсем выкинуть, и аналоговое питание на VDA через LC-фильтр, пульсации реально задавить?

Там кажись 200мв фигачит. И у LNK схема работы такова, что вместо ШИМ-а просто часть импульсов убирает. Период одного импульса - 60кгц.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

Зачем тебе аналитика? Все ПИД регуляторы настраиваются на месте под конкретное оборудование или модель, если оно массовое и одинаковое, это и есть их недостаток. Аналитически ты никогда коэффициенты не подберешь, т.к. слишком много если и прочих неизвестных. С физикой то же самое. Нет нужды идти сложным путём, если есть простой. Если у тебя числодробилка к аппаратуре прилагается можешь как-то автоматически либо калибровать свой регулятор, либо вообще подумать о нейросетке или генетических алгоритмах, но оно будет чертовски медленным.

peregrine ★★★★★
()
Последнее исправление: peregrine (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Vit

Ты хочешь странного на мой взгляд. Я думаю ты сам понимаешь, что точность твоих измерений в камне привязана к питалову. В принципе возможно собрать такой фильтр, если сесть и посчитать влезаешь ли ты в погрешности сравнимые с питаловом от ldo, на практике непростая задача вне лабораторных стен, я ж так понимаю собирать это будут из того что найдут в аналогах.

Если в камушке есть внутренний опорник то дело становится проще, но нужно опять же посмотреть насколько он хорош и как его колбасит от питания

Morin ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Morin

Там есть внутренний опорник. Насколько хорош не знаю. На мелких чипах наружу не выведен (дополнительный кондер не повесить).

Стандартная схема включения, которую видел - кажется по 10uH в землю и питание аналоговой части, и 10uF + 10nF непосредственно на выводы.

Собирать будут не из аналогов, я прикладываю BOM для заказа. Кто заменит от балды - не мои проблемы.

Ты можешь хотя бы примерно на глаз прикинуть, эта задача вообще решаема «из пары дросселей» или даже браться не стоит? У меня в этой области совсем пробел.

Кажется после LDO сейчас 20мв все равно фигачит, надо Олега спросить.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

Да вполне реально, я ж тебе написал. Вопрос в разбросе параметров L и С вот о чем идет речь, они вовсе не единицы процентов. Построй семейство по максимальным отклонениям элементов и посмотри устроит тебя или нет. Просто когда уровень шума десятки mV это уже не совсем простая задачка и надо решить устроит тебя результат с пассивным фильтром или нет.

Morin ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Morin

https://easyeda.com/puzrin/AC-speed-control-for-grinder_copy_copy

Не посмотришь альтернативную разводку? Я там переделал питание, чтобы кондеры и т.п. размещались на пути тока и в нужном порядке. Ну и детальки в преобразователе по app note поправил. Может чего бросится подозрительного на незамыленный взгляд?

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

петелька, но тут похоже никак по другому, хотя ныряет по сторонам скорее всего никогда не проявится

а что за пады между AC и D1_2 цепями?

Morin ★★★★
()
Последнее исправление: Morin (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Morin

а что за пады между AC и D1_2 цепями?

Радиаторы для микросхемы. Греется сильно. Вот аппнот если что

Тут еще вопрос по керамике. LDO сильно нужна обвязка из «больших» конденсаторов (4.7+ uF)? Или можно ту странную керамику выкинуть и оставить только по 0.1 uF?

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Morin

Сорри, не так понял. Это резистор R1, 1210, пол ватта. Раньше был 2510, решил уменьшить, вроде не греется.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Morin

Да. Пока переразводил и менял в импульснике кондер на полимерный, теперь С4 остался в единственном экземпляре. Неудобная позиция.

В аппнотах по разводке питания stm32 видел упоминания про 10uF + 10nF для АЦП непосредственно у ног. А в аппнотах Мюраты пишут, что если емкость отличается больше чем в 10 раз, то будет антирезонанс.

В общем у меня нет опыта чтобы судить, надо ли шаманить с зоопарком номиналов, или везде влепить один. Подозреваю что сейчас все равно фигня вышла.

Могу еще сам стабилизатор поменять на какой-нибудь другой, если надо.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

брррр пока туго соображу что ты хочешь. Банка ставится по низкой частоте, мелкашка керамика ставится по высокой частоте, можно заменить обе танталом, но у него плохо с превышением напряжения номинала (иногда это критично) ну и емкость должна быть как у банки.

Емкость банки будет зависеть от тока нагрузки, прям по памяти не скажу как посчитать ибо не часто приходится, так как всегда примерно на глаз, один фиг ряд номиналов ограничен. если у тебя потребление небольшое, то стоит начать с 4,7u. ну и так-то классика 100n по высокой, это же питание

отдельно кормят аналоговую часть камня когда хотят получить точность выше 8-10 бит или работают с разными напряжениями цифры и аналога, но тут же сразу вылезает необходимость иметь отдельную точную опору для первого случая. Вроде это не твой вариант, так что ставят блокировочную 100n возле ног аналога и не взрывают мозг

Morin ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Morin

брррр пока туго соображу что ты хочешь.

Хочу поменьше разнородных позиций в BOM.

Емкость банки будет зависеть от тока нагрузки, прям по памяти не скажу как посчитать ибо не часто приходится, так как всегда примерно на глаз, один фиг ряд номиналов ограничен. если у тебя потребление небольшое, то стоит начать с 4,7u. ну и так-то классика 100n по высокой, это же питание

Ток, теоретически 30ма ядро, 10ма оптрон, ну пусть еще 10ма периферия. То есть 30-50ма скорее всего. Точно никто не мерил.

Импульсник где-то на 100ма. У него на выходе Solid Polymer Electrolytic Capacitor, вроде не хуже танталового, если я правильно понял.

А всякие модные линейные стабилизаторы еще не умеют без банки на выходе обходиться? Везде очень разные номиналы проходных конденсаторов указывают, от 0.1 до 10 uF. Так и не понял от чего зависит. Вроде времена с самовозбуждающимися КРЕН5А давно прошли.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

правильно понял по кондеру импульсника. собственно можно было поставит туда и lowesr электролит, однако конструкция электролита не позволяет ему эффективно работать на высоких частотах отсюда и появляется керамика, желательно поближе к выводам банки, что бы продлить ей жизнь. полимерные и танталовые практически лишены этих недостатков, однако из практики, керамика все равно лучше блокирует вч. это мое субективное.

можно поставить в качестве выходной емкости ldo только полимер, однако у тебя все равно останутся керамические конденсаторы по входам питания микросхем, т.к. проводники и места паек все равно имеют эквивалентное rlc, а значит будут порождать гормоники

что касаемо банок на выходе линейников, ну не умеют еще в интегральные большие емкости, а потому банки все еще актуальны

Morin ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Morin

У меня с местом проблемы. Второй полимер уже не влезет, совсем никак. Проще разобраться насколько можно керамику на выходе LDO уменьшить, чтобы доступнее была.

Тут по ходу еще один вопрос возник. Я могу под R4 (1206) провести 2 дорожки 0.25мм, если у него на выводах потенциал до 180 вольт? Или высоки шансы что перемкнет? Никак не могу найти рекомендации по минимальным допускам для дорожек под маской.

Vit ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Vit

посмотри 2.2u 10v я такую применяю в корпусе 0805. одна или две емкости в параллель возможно решит твою задачу

Morin ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Vit

под 1206 пройдет одна дорожка, две прокладывают крайне редко с меньшей шириной и близкими потенциалами. практически можно сделать, но есть шанс наткнуться на плохую маску и может случиться ай ай ай. давай исходить из требования 0.6-0.7kV на мм по печатной плате. теперь можешь прикинуть толщину дорожек и допустимый зазор

Morin ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Morin

да, забыл уточнить, требования для ширпотребных марок стеклотекстолита. напряжение пробоя стоит уточнять в доках на материал платы, оно будет разным.

Morin ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Morin

Понятно. Что-то такое и подозревал. Перекинул одну из дорожек на другую сторону. У LDO на выход воткнул керамику 4.7uF 16v X7R.

Vit ★★★★★
() автор топика
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.