Стабилизация скорости вращения коллекторного двигателя

Yurkin2007 · 18.05.2010, 12:10

Сообщение от dredy

1)зачем подводится питание VDD к входу D триггеров и полевому транзистору Q1
2) зачем SET триггера на землю уходит
3)зачем нужен транзистор Q3
4) собственно каким сигналов скорректируется скорость вращения двигателя, если он питается от постоянного напряжения

Мама дорогая !!!

1). VDD на входе D триггеров обеспечивает логическую единицу, которая записывается в триггер по импульсу на входе C. Когда верхний триггер в состоянии "1" транзистор Q1 открыт и подаёт напряжение VDD на вход интегратора, для этого транзистору Q1 и нужно VDD.
2). Вход установки в единицу SET не используется и находится в неактивном состоянии, т.е. в логическом нуле.
3). Транзистор Q3 является ключём, который с помощью ШИМа управляет двигателем М1. Транзистор открывается и закрывается в ключевом режиме, транзистор управляется прямоугольными импульсами с переменной скважностью на затворе, при этом изменяется среднее напряжение на двигателе.
4). Скорость двигателя корректируется сигналом ШИМ (широтно-импульсной модуляции), который образуется на выходе компаратора при сравнении выходного напряжения генератора треугольных импульсов и напряжения на выходе ПИД (прпорционально-интегрально-дифференциального) регулятора.

Сообщение от dredy

энкодер выдает последовательность импульсов, частота которых напрямую зависит от скорости вращения...
далее сравниваем эту частоту с эталонной частотой сигнала генератора. на выходе имеем разность в виде ошибки, эту ошибку прогоняем через ПИД-регулятор , далее ШИМом меняем скважность , и скорость стабилизируется.

Вот эта ВАША идея и реализована в этой схеме

dredy · 19.05.2010, 05:32

Yurkin2007 уж прости такого тупого , но еще вопросы))
после ключей в схеме имеется сигнал в цифровом виде ( из-за открытия\закрытия транзисторов)
в таком же виде он приходит на интегратор и дифференциатор...
и в таком же цифровом виде он приходит на ШИМ в виде компаратора с ГТИ..
но ведь ШИМ - это способ кодирования аналогового сигналa путём изменения ширины (длительности) прямоугольных импульсов несущей частоты.
То есть на входе должен быть аналог и ГТИ, а тут получается не аналог на входе а цифра и ГТИ...

обьясни пожалуйста в чем моя ошибка ))
заранее спасибо

netdemon · 19.05.2010, 05:58

Ему же нужно чтобы управление было -10в ... +10в и скорость выбиралась этим напряжением. А в том варианте цифровом этого нет.

Yurkin2007 · 19.05.2010, 12:51

Сообщение от netdemon

А в том варианте цифровом этого нет.

Точно, нет. Видимо, что-то поменялось в начальных условиях задания ...

Сообщение от dredy

сигнал в цифровом виде ... приходит на интегратор

А на выходе интегратора имеем аналоговое напряжение. Когда частоты энкодера и эталонная разные - напряжение на выходе интегратора изменяется. При точном совпадении частот - напряжение остаётся постоянным.
После коррекции в ПИД-узле это напряжение

Сообщение от dredy

приходит на ШИМ в виде компаратора с ГТИ

где и преобразуется в

Сообщение от dredy

изменения ширины (длительности) прямоугольных импульсов несущей частоты.

Вот, ещё есть картинка :

Papimas · 19.05.2010, 13:35

Сообщение от Yurkin2007

После коррекции в ПИД-узле это напряжение

Я бы уточнил, что это не ПИД - Пропорционально-Интегрально-Дифференциальный регулятор, ПД - Пропорционально-Дифференциальный регулятор!
Т.к. в нём происходит только дифференцирование сигнала с интегратора, в статическом режиме его коэф. передачи = 1.

netdemon · 19.05.2010, 19:33

Вот сверху на схеме В чём смысл применения ОУ.?

Цепочка нужна проще некуда.

Энкодер-›Частотный дискриминатор-›ШИМ-›H-мост(питание)-›Двигатель.
.............................^.................... .................^
..............................|................... ..................|
.................напр. управления..........-›...... компаратор

Вот так и надо сделать. Просто и со вкусом.

Точно не уверен Нужно ли преобразовывать сигнал с энкодера. возможно придётся использовать оба датчика и сумматор на диодах. чтоб на ЧД шли импульсы пол. и отр. полярности поочерёдно.

А с применением всех этих интегральных и тому подобных цепочек - утоните в переходных процессах и настройках.

Yurkin2007 · 19.05.2010, 20:19

Сообщение от netdemon

Цепочка нужна проще некуда.

Энкодер-›Частотный дискриминатор-›ШИМ-›H-мост(питание)-›Двигатель.
.............................^.................... .................^
..............................|................... ..................|
.................напр. управления..........-›...... компаратор

Вот так и надо сделать. Просто и со вкусом

Надо бы какую-нибудь схемку выложить. А то непонятно. Что, например, компаратор сравнивает ?
Ещё интересно было бы посмотреть на частотный дискриминатор с диапазоном 100Гц ... 10кГц на варикапах.

netdemon · 19.05.2010, 21:15

Сообщение от Yurkin2007

с диапазоном 100Гц ... 10кГц на варикапах.

Судя по описанию исходного энкодера, он выдаёт 50000 имп на оборот. пусть скорость 100 об/мин получим 50000*100=5000000имп в мин. теперь делим на 60 и получим 83,3 кГц.
Дискриминатор можно и на полевиках собрать.

Papimas · 20.05.2010, 00:06

Сообщение от netdemon

Цепочка нужна проще некуда.

Энкодер-›Частотный дискриминатор-›ШИМ-›H-мост(питание)-›Двигатель.
.............................^.................... .................^
..............................|................... ..................|
.................напр. управления..........-›...... компаратор

Вы точно, никогда не занимались электроприводами!
И не изучали таких дисциплин как ТАУ и САУ (Теория и Сиситемы Автоматического Управления).
Потому, как в Вашей схеме применен простейший пропорциональный регулятор и при изменениях нагрузки на валу двигателя стабилизировать сорость он будет плюс минус трамвайная остановка, из-за присутствия постоянной статической ошибки, (которую нельзя ничем компенсировать в данной схеме).
При применении ПИД регудятора устраняется статическая ошибка полностью и настраивается время и характер реакции на внешнее воздействие.

Yurkin2007 · 20.05.2010, 12:55

А вот как можно прикрутить управление скоростью напряжением +- 10В к обсуждаемой схеме ФАПЧ. Управляющее напряжение оцифровываем и полученный код используем как коэфф. деления частоты энкодера. АЦП нужен с V-образной характеристикой, для чего пользуем управляемый инвертор. Старший бит - на реверс двигателя, например, перекидывать подключение с помощью реле.
В результате стабильность - кварцевая, а точность (линейность и т.п.) регулирования определяется разрядностью АЦП и легко получить показатели лучше 0.1%