Перемещение соленоида

[sds_kazus]

Сообщение от sds_kazus

...Не можете поделиться источником на основании которого Вы сделали картинку в первом посте?

Картинку я сделал на основании своих мыслей.
Готов ими делиться и сотрудничать, если Вы решаете похожую задачу.

Полагаю именно точки начала перемещения и останова
являются характеризующими для линейного управления
соленоидом.
Их определение в функции от скважности сигнала и ее запоминание необходимо для адаптивности алгоритма
регулирования (как минимум это относится к управлению началом движения) для компенсации отличий как самих
соленоидов друг от друга, так и отличий обусловленных
внешними факторами (температура рабочей жидкости (т.е. ее вязкость), износ механизмов, управляемых гидравликой, и т.п. - это уже иные по тематике подзадачи)
Для возможного объединения усилий в исследовании
физики сообщаю E-mail: no_body2000@mail.ru

[Eats]

Я даже хотел поместить тему в раздел «Электроника производственного оборудования», но модераторы посчитали нужным поместить тему здесь.

Это, кстати, ещё одна причина отсутствия ответов. Я сюда совершенно не захожу, а в этот раз заглянул только благодаря удачному названию темы.

Вот именно для этого я и создал эту тему, чтобы узнать, что же за тестовый сигнал подать и что именно надо отслеживать.

Начну с конца. Отслеживать надо индуктивность обмотки электромагнита. Она (индуктивность) зависит от геометрии сердечника (которая зависит от положения якоря) и от его магнитных свойств (которые, в свою очередь, зависят от текущих ампер-витков катушки). Если удастся зафиксировать ампер-витки на каком-то одном уровне, то дальше вообще сказка, потому что задача на 50% уже решена. Поэтому первым делом хотелось бы знать, какие соленоиды применяются в автомобилях: дискретного или непрерывного действия, то есть подают ли в них фиксированный ток или изменяющийся по какому-либо закону? В случае использования ШИМа это звучит так: фиксирована ли скважность этого ШИМа или её изменяют по какому-либо закону?
Однако в любом из этих случаев мы можем измерять только индуктивность, потому что всё остальное от нас закрыто конструктивно. Поэтому возвращаюсь к началу: подавать надо напряжение относительно высокой частоты и измерять возникающий при этом в катушке ток. Период этой частоты должен быть заметно меньше механической постоянной времени электромагнита, поскольку каждый период даёт две точки на графике перемещения якоря, а таких точек на графике всегда хочется побольше. Однако у любого электромагнита есть ещё и электромагнитная постоянная времени, и вот её наличие (точнее, отношение М-постоянной к ЭМ-постоянной) создаст небольшую проблемку. Если М хотя бы на порядок (а лучше на два) больше ЭМ, то всё хорошо. А если они соизмеримы, то придётся учитывать влияние ампер-витков на индуктивность обмотки. Это отдельный рассказ, и сейчас, чтобы не потерять мысль, лучше на нём не останавливаться.
Итак, ШИМ. Здесь возникает предпосылка для одного фокуса: если частота ШИМа достаточно велика для того, чтобы быть тем самым тестовым сигналом относительно высокой частоты, скважность этого ШИМа фиксирована, а механическая постоянная времени соленоида на пару порядков больше электромагнитной, то создаются идеальные условия для измерения индуктивности! Надо просто измерять не только среднее значение напряжения на токоизмерительном шунте, но и напряжение пульсаций, ведь они и несут в чистом виде информацию об индуктивности обмотки, то есть о положении якоря соленоида.
Далее, а что же делать, когда частота ШИМа недостаточно велика, или скважность меняется, или М- и ЭМ-постоянные соизмеримы, или все эти неблагоприятности складываются? Тут задачка усложняется, но не становится неразрешимой. Но давать советы на любой случай жизни в первом же сообщении не буду, оно и так уже получилось объёмистым.

Готов предоставить любую посильную мне информацию, сделать необходимые измерения и эксперименты. Мне это даже просто любопытно и интересно, как узнать что-то новое в этой жизни.

Да всё новое — это хорошо забытое старое. Часть вопросов я уже поставил в предыдущем своём сообщении, ещё небольшую часть добавил в этом. Про реализацию этого девайса пока даже не заикаюсь (а ведь возникнут вопросы типа: будет ли это аналоговый прибор или компьютерный, должен ли будет он функционировать на работающем карбюраторном двигателе в условиях помех от зажигания, будет ли у него возможность самому подавать на испытуемый соленоид желаемые напряжения, и т.д., и т.п.). Короче говоря, один дурак поназадаёт столько вопросов, что и десять мудрецов на них не ответят!

[blek007]

Тема провисела месяц.
И ни одного ответа или совета?!
Что это – трудная задача или нет хороших специалистов?

********************
То о чем Вы говорите называется в продаже пропорциональный клапан.Однажды, по совету "специалиста" мне пришлось применить его в системе регулирования потока воды для измерения теплотехнических характеристик холодильных компрессоров.Питание 24В, управление - 4-20мА.По описанию все прекрасно : и частоту ШИМ можно менять, и наклон характеристики и порог открытия сдвигать.Практически - устройство неработоспособно из-за сильного гистерезиса в связи с непредсказуемым трением между сердечником и направляющими кольцами!Частично вышел из положения, уменьшив частоту шим и заставив клапан трястись на пружинном подвесе.Получилась "вибрационная" линеаризация.Затем клапан был демонтирован, а на его место установлен игольчатый дозатор, управляемый ШД.А пропорциональные клапана можно использовать для создания "рисунка" из воды в фонтанах!Вот так!

[Eats]

На частоты ШИМ, схемотехнику выходного каскада, нет каких-либо стандартов, придется использовать свой генератор.

Ну вот тут я между строк вижу ответ на один из моих вопросов: должен ли проектируемый девайс работать при запущенном двигателе. По-видимому, не должен. Потому как в противном случае запуск соленоида от нашего генератора приведёт к непредсказуемым последствиям.

К тому же, время открытия соленоида зависит от напряжения бортовой сети

Это не беда. В технике применяется независимый от напряжения параметр: постоянная времени.

[sds_kazus]

[quote="blek007"]

Практически - устройство неработоспособно из-за сильного гистерезиса в связи с непредсказуемым трением между сердечником и направляющими кольцами!Частично вышел из положения, уменьшив частоту шим и заставив клапан трястись на пружинном подвесе.

Один из ключевых параметров пропорционального клапана - минимальный гистерезис. Чем меньше - тем лучше реализовать свойство "пропорциональность".
Полагаю Вам предложили клапан с большИм гистерезисом, оказавшийся не приемлемым применительно к Вашей задаче.
А положение соленоида "буржуины" контролируют по току в
его цепи, на его основе компенсируя статическую ошибку и обеспечивая предсказуемость положения.

[mtit]

Вот про это и был вопрос.
Как они это контролируют? Теорию - в студию.
Ну или хотя бы ключевые словадля поиска Гуглом-Яндексом.

[sds_kazus]

Вот про это и был вопрос.
Как они это контролируют? Теорию - в студию.
Ну или хотя бы ключевые словадля поиска Гуглом-Яндексом.

Да легко!!! Вот фрагмент описывающий саму идею:

Determining Solenoid Position
The linear solenoid’s position is controlled in a feedback loop. For example, a valve’s downstream pressure can be monitored and used as a feedback signal to compare with the setpoint, adjusting the pulse-width modulation (PWM) duty cycle to control the solenoid. However, it may be difficult, impractical, or very costly to measure the downstream pressure.

A practical alternative is to establish the position of the solenoid by measuring the current through the solenoid. This is possible because the force imposed by the mechanical load on a solenoid is directly proportional to the magnetic field, which, in turn, is directly proportional to the current through the coil. Proportional control of the solenoid is achieved by a balance of the forces between the spring-type load and the solenoid’s magnetic field, which can be determined by measuring the current through the solenoid.

PWM Solenoid Control
The solenoid is powered by using a microcontroller-generated pulse-width modulated input signal to rapidly open and close a FET switch in series with the solenoid and a voltage source (the car’s battery). The average voltage is determined by the ratio of the waveform’s on time to the pulse period. Changes in the pulse width and the solenoid’s mechanical load cause the average current flowing through the solenoid to change. The average current is indicative of the amount of solenoid movement, and thus, fluid pressure and flow.

The relationship between solenoid movement and average current for a particular PWM waveform is established through characterization. While it is true that the magnetic force directly relates to the current through the solenoid, the actual mechanical force and movement are not so closely correlated, since they depend on the construction of the solenoid and the nature of the load. So, characterization is required to correlate the average current to the solenoid opening.

For example, the PWM ratio must be increased when the solenoid is first energized to overcome static friction. Once static friction is overcome, a different PWM relationship is used to move it in and out.

[kpv65]

Насколько я правильно понял, здесь говорится, что перемещение соленоида можно измерить, измеряя ток через него, используя ШИМ(PWM). И эта идея близка к рисунку в начале темы.

Осталось от теории перейти к практике. Т.е. нарисовать схему, которая в красном квадрате на рисунке в самом первом сообщении этой темы.

[sds_kazus]

Осталось от теории перейти к практике. Т.е. нарисовать схему, которая в красном квадрате на рисунке в самом первом сообщении этой темы.

Мыло сообщи и кину статью как сделать измерение тока.

[kpv65]

kpv.65@mail.ru