Fdt Motore Brushless Sinusoidale - Riunite tre discussioni sul medesimo argomento

[alberto85]

Ciao a tutti,

molto probabilmente farò una domanda stupida però ho dei seri dubbi a riguardo.

Se applico un controllo proporzionale ad un processo con FDT costante, e considero come ingresso un gradino, ottengo come uscita un gradino con un certo errore.

Però se questo controllo viene effettuato da un plc, che quindi ha un tempo di elaborazione (nel mio caso di 3,9 ms) devo considerare che il gradino in uscita è traslato di 3,9 ms?

E se considero anche il ritardo dovuto al tempo che ci mette il motore(controllato in coppia) per erogare il valore di coppia richiesto devo sempre considerarel’influenza di questo ritardo come una traslazione del gradino?

Grazie mille a chiunque abbia voglia di rispondere

[Livio Orsini]

Prova a stendere loi schema a blocchi della regolazione con i relativi tempi di campionamento e reazione. la risposta alle tue domande è automatica.

[alberto85]

Questo è lo schema a blocchi.

Uploaded with ImageShack.us

Il controllo è proporzionale quindi è dato da una costante K. Il processo ha fdt = 2

Come mi devo comportare ora sapendo che il plc ha un tempo di elaborazione pari a 3,9 ms??

[Livio Orsini]

Questo non è lo schema a blocchi reale per un sistema campionato.

Poi un consiglio generale. Non basarti sulla campionatura sul tempo di ciclo del PLC, che è per sua natura variabile, ma campiona a tempo fisso con interrupt su timer di sitema. Se la campionatura è a tempo variabile introduci una modulazione che è causa di errori.

[alberto85]

Grazie mille per l'aiuto! :-)

Quindi devo aggiungere a quello schema "un blocco" che permetta il campionamento giusto?

Ma se anche il tempo che ci mette il motore per erogare la coppia non è trascurabile, come mi dovrei comportare?

(il motore ha fdt unitaria per questo non è presente nello schem,a a blocchi).

Grazie ancora e scusatemi ma sono i miei primi approcci con il mondo "reale" e non teorico.

[Livio Orsini]

Ma se anche il tempo che ci mette il motore per erogare la coppia non è trascurabile, come mi dovrei comportare?

Ovviamente è un ritardo che deve essere inserito

[alberto85]

Ma quindi se il tempo di elaborazione stabilisce il campionamento (con le dovute precauzioni dovute al fatto che non sia costante)

il ritardo del motore invece ha a che fare con il campionamento? oppure lo devo considerare come un ritardo a sè?

Scusatemi, so che sto facendo domande molto stupide.. è che nel costruire lo schema a blocchi reale voglio capire bene

come raffigurare sia il tempo di elaborazione del plc che il ritardo del motore. Quindi il tempo di elaborazione del plc lo tengo in considerazione

creando un blocco che si occupi del campionamento, mentre quello del motore non so come inserirlo.

Pensavo di inserire un blocco di "unit delay" (in simulink è raffigurato come blocco con fdt 1/z) dopo il blocco del processo.

E' errato?

[Livio Orsini]

Prima di proseguire ti faccio io una domanda.

Hai studiato la teoria della regolazione discreta?

[alberto85]

Si, ma parecchi anni fa.

Devo ristudiarmela immagino :-)

[alberto85]

Allora ho riflettuto su una cosa e spero sia giusta:

il ritardo del motore dovrebbe a sua volta influenzare il tempo di campionamento.

Ovvero se è maggiore del tempo di elaborazione del plc,

(per es se fosse 10 ms) dovrei impostare quindi un tempo di campionamento di almeno 10 ms, giusto?

[Livio Orsini]

Semplificando la teoria si può affermare che:

1 - Il periodo di campionamento della variabile d'ingresso, e quello dell'aggiornamento della variabiel di uscita devono essere fissi e costanti

2 - Il periodo di cui sopra dovrà essere coordinato con il minimo tempo di reazione del sistema controllato. Se è molto più veloce continua a correggere senza dare tempo al processo di reagire; se è troppo lento riduce la banda passante dell'intero sistema.

In genere, come regola pratica, quando è possibile si adotta un periodo di campionamento che è circa 1/5 del tempo dir eazione del sistema.

[alberto85]

Il mio sistema risponde istantaneamente in quanto è un controllo proporzionale su un processo con fdt costante.

dato il plc ha tempo di elaborazione 3,9 ms e il motore per erogare la coppia desiderata ci mette 10 ms,

io pensavo di impostare il tempo di campionamento di almeno 10 ms altrimenti non dò il tempo al motore di reagire.

E' giusto?

[alberto85]

Altra domanda. Per comodità adesso non teniamo conto del ritardo douto all'attuatore ma solo del tempo di elaborazione del plc.

Se imposto come tempo di campionamento il tempo di elaborazione del plc (ipotizziamo sia costante, e di valore 4,0 ms), ottengo come risposta al gradino

un gradino ritardato di 4,0 ms (e con un certo errore).

Ora la mia domanda è: perchè ho un gradino? nella realtà il plc ad ogni ciclo aggiorna le uscite, e quindi solo dopo un tot di cicli arriva

ad ottenere un gradino con il minimo errore. Cioè io mi aspetto di avere una piccola rampa inizialmente (che poi in realtà essendo campionata avrà l'aspetto

di tanti gradini).

Voi che dite?

[Livio Orsini]

Scusa la franchezza. Forse dovresti studiare sin dall'inizio come funziona un regoaltore (magari leggi il mio tutorial nella sezione didattica). Se il regolatore è quello dello schema puoi solo avere un'uscita a gradino.

[alberto85]

Innanzitutto grazie comunque per l'aiuto e per il consiglio, è ben accetto.

Vorrei solo avere un'ultima breve risposta: Se imposto un tempo di campionamento pari a 4 ms, è giusto avere come risposta un

gradino traslato di 4 ms rispetto al gradino d'ingresso?

Grazie mille

[alberto85]

Ciao a tutti,

devo sfruttare un motore brushless per il controllo di un sistema.

Questo motore è controllato in coppia(del controllo del motore non me ne occupo io, è già controllato).

Quindi nel mio schema di controllo io fornisco il valore di coppia al motore e questo la eroga e attraverso

questa io regolo il mio sistema.

Per questo inizialmente avevo pensato di considerare il motore come un blocco con fdt unitaria,

ma l'approssimazione mi è sembrata eccessiva. Volevo quindi inserire la dinamica del motore.

Qulacuno sa dirmi qual'è la fdt di un motore brushless?? so che ci sono molti parametri caratteristici

che poi ricavo dal datasheet, ma non ricordo la formula.

Grazie

[Livio Orsini]

Se il tuo sistema è, come sembra, un azionamento (motore + alimentatore-regolatore ed eventuale trasduttore) allora più che la fdt del motore necessiti della fdt dell'azionamento.

In genere quesa è molto semplice: un ritardo e un guadagno.

Cerco di chiarire con un esempio. un poco semplificato.

Se dando un riferimento di coppia pari a 10v (ma può anche essere un numero se lavori in digitale) ottieni la coppia massima (20Nm p.e.) dopo 10ms dall'applicazione del riferimento, la fdt sarà un blocco di ritardo pari a 10ms più un blocco di guadagno Nm/V ==> 20/10 ==>2

Questo lo puoi osservare tranquillamente dando gradini di riferimento di coppia ed osservando l'andamento della coppia stessa.

Modificato: 8 giugno 2010 da Livio Orsini

[Mardock]

Forse dovresti studiare sin dall'inizio come funziona un regoaltore (magari leggi il mio tutorial nella sezione didattica).

Esiste la versione stampabile di tale tutorial?

Saluti

[alberto85]

Il fatto è che parlando con un professore all’università lui mi ha detto che secondo lui è una “bruttissima approssimazione” quella di considerare la fdt di un motore costante perche cosi non considero il suo transitorio. Quindi non so se mettere un ritardo e una costante sia quello che lui intendeva. Mi ha proprio detto “la fdt di un motore è semplicissima” e serve perché ne devi considerare il transitorio.

Solo che non capisco allora che fdt devo considerare, visto che il controllo è già implementato e io ho sempre studiato gli schemi di controllo di un motore ma non la fdt ad anello chiuso di un motore gia controllato…

[Livio Orsini]

Domanda: è uno studio scolastico o un'applicazione pratica?

[alberto85]

è un'applicazione pratica. Ho fatto un tirocinio per la tesi in un'azienda, e li ho considerato la fdt unitaria perchè cosi mi è stato detto di fare. Però quando ne ho parlato ieri ad un prof mi ha detto che è un'approssimazione molto brutta, e dato che si tratta di una tesi vorrei per lo meno provare a implementare qualcosa su simulink nella maniera in cui piace ai professori per evitare che mi facciano storie.

[Livio Orsini]

Dal punto di vista pratico la cosa è insignificante. Capisco che invece dal punto di vista teorico ha un suo rilievo. Però la fdt di un brushless, in funzione del controllo di coppia, non è cosa che si possa riassumere in poche righe di un post. Se fosse un continua ad eccitazione separata sarebbe semplicissima: C_m = K*I_a, ma non così per il brushless. L'azionamento, motore+alimentatore, tende a ricreare la medesima fdt; la macchina elettrica però è differente.

A mio giudizio dovresti studiarti bene la macchina e ricavartela dal modello della stessa.

Poi, una volta che domini la teoria, dal punto di vista pratico applicativo ti renderai conto che l'approssimazione di una costante più un ritardo è più che sufficiente.

Modificato: 8 giugno 2010 da Livio Orsini

[alberto85]

Si tratta di un brushless sinusoidale....

stavo pensando...ho visto che spesso si approssimano i motori con dei sistemi del 1 ordine, e non so se si può fare nel mio caso...

Sarebbe sbagliato impostare un afdt del tipo " 1/L*s+R"?

Quando il prof mi parlava delle fdt dei motori io pensavo si riferisse a questa anche perchè non faceva altro che dirmi che "la fdt di un motore lo sai è semplicissima!".

Poi un'ultima cosa, se come dici tu approssimassi il motore ad un ritardo per un guadagno, come calcolo tale guadagno?

la coppia è in funzione della tensione, ho modo di ricavare questo guadagno dal datasheet del motore?

Grazie mille, mi sei di grande aiuto

[Livio Orsini]

la coppia è in funzione della tensione,

Ne sei proprio sicuro? Segui il mio consiglio leggiti un po' di teoria sui motori brushless; trovi sul webb delle ottime dispense universitarie di 20-30 pagine in pdf che descrivono bene la macchina. Così ti togli le principali lacune elettormeccaniche, poi dovresti anche rinfrescarti un poco la teoria della regolazione. Se devi presentare una tesi non puoi prescindere dalla conoscenza della teoria.

[alberto85]

Grazie mille per i consigli.

Un'ultima domanda, se ho una formula del tipo: T =2M/d+K dove T è l'ingresso (è la tensione di un nastro) M la coppia del motore e d il diametro di del nastro della bobina. Sia M che d sono in funzione del tempo. Se è la mia uscita e considero M/d il mio ingresso, la fdt è 2 giusto?

Non so mi sono venuti dei dubbi sul fatto di aver considerato come ingresso il rapporto tra 2 grandezze che variano nel tempo.