ШИМ 33кГц и перенапряжения на ДПТ

[studentngtu]

studentngtu, так, интересно получается. Представим, что нету никаких выбросов напряжения и у нас хорошие импульсы ШИМа. Мы измеряем ток с помощью шунта, который подключен последовательно с двигателем. Т.е. напряжение на датчике будет тоже иметь вид ШИМа. А теперь возвращаемся к реальной схеме и добавляем к этому сигналу помехи от работы двигателя, неправильной разводки платы, шумы самого АЦП. И что мы получаем? очень шумный ШИМ, который используется для расчетов управляющего сигнала для двигателя.
Как вариант необходимо считывать значение, смотреть, что бы оно было не нулевое (т.к. ШИМ...) плюс усреднять некоторое количество оцифрованных значений и должно хоть как то работать.
Плюс управление с данной схемой не может быть с 0 и 100% заполнением, т.е. все равно надо отсекать значение с датчика, когда 0 на выходе контроллера.
Иначе при такой работе Вы будете рассчитывать то 100% заполнения, то 0, т.к. уже перестарались...

С шунта я сигнал фильтрую RC цепочкой, а дальше подаю на мк. Как программно отфильтровать я не представляю. По поводу заполнения, 0 может быть, почему нет? А вот 100% скважность не может иначе бутстрепный конденсатор не зарядится, это я программно ограничиваю.

[studentngtu]

studentngtu, так, интересно получается. Представим, что нету никаких выбросов напряжения и у нас хорошие импульсы ШИМа. Мы измеряем ток с помощью шунта, который подключен последовательно с двигателем. Т.е. напряжение на датчике будет тоже иметь вид ШИМа. А теперь возвращаемся к реальной схеме и добавляем к этому сигналу помехи от работы двигателя, неправильной разводки платы, шумы самого АЦП. И что мы получаем? очень шумный ШИМ, который используется для расчетов управляющего сигнала для двигателя.
Как вариант необходимо считывать значение, смотреть, что бы оно было не нулевое (т.к. ШИМ...) плюс усреднять некоторое количество оцифрованных значений и должно хоть как то работать.
Плюс управление с данной схемой не может быть с 0 и 100% заполнением, т.е. все равно надо отсекать значение с датчика, когда 0 на выходе контроллера.
Иначе при такой работе Вы будете рассчитывать то 100% заполнения, то 0, т.к. уже перестарались...

Плюс ко всему, напряжение на шунте никогда не будет иметь форму шима, она будет иметь форму тока двигателя. То есть возрастающую и спадающую экспоненту. И как я уже написал выравниваю этот сигнал аналоговым фильтром. Обратите внимание на осциллограмму на первой странице этой темы (сигнал с шунта). Там экспоненты с помехами. Как выяснили эти помехи дает осциллограф и их в действительности нет.

[azim_mg]

...
Как выяснили эти помехи дает осциллограф и их в действительности нет.

Скажите пожалуйста! Жил себе осциллограф, горя не знал, и вдруг ему вздумалось "давать помехи"! Похоже, испугался регулятора ...
Попробуйте выключить питание регулятора. Осциллограф продолжает "давать помехи"? Таки откуда берутся помехи?

[Ан-162]

Таки откуда берутся помехи?

Сообщение #47.

[swat24]

Хорошо, какой сигнал поступает на АЦП после фильтра? Какой скрин осциллограммы? А про фильтр я уже написал

[genao]

Проблема в основном лежит в не помехах, на которые грешат при работе на оборотах выше среднего. Налицо потеря устойчивости системы регулирования.
При П-регуляторе напряжения якоря статическая ошибка до 10-20% при номинальном моменте двигателя явление нормальное. Дальнейшая компенсация путем увеличения коэффициента усиления П-регулятора ведет к потере устойчивости.
При выборе петлевого коэффициента усиления разомкнутой системы управления близкого к потере устойчивости системы на малых оборотах всегда приводит к неустойчивости системы на оборотах выше средних. Поэтому его берут ниже на 30% ниже критического.
На оборотах выше среднего П-регулятору помимо отработки ошибки требуется поддерживать на выходе уровень достаточный для достигнутого напряжения вращающегося якоря. На максимальных оборотах, в случае ограничения верхнего выходного уровня регулятора вообще идет "просадка" скорости под нагрузкой, так как регулятор не может скомпенсировать падение на сопротивлении якорной цепи.
Для достижения нулевой статической ошибки применяют ПИ или ПИД регуляторы ЭДС двигателя. В случае ПИ-регулятора динамическая ошибка достигает до 43%. В случае ПИД-регулятора - до 10%.
Как вариант можно применять двухконтурную систему подчиненного регулирования - П или ПИ регулятор ЭДС управляет ПИ-регулятором тока якоря. ПИ-регулятор тока может адаптивным, для компенсации режима прерывистых токов. Двухконтурная САР двигателя имеет ограничение по быстродействию (достижение номинального тока до 40мсек и номинальной скорости до 0,5сек для малоинерционных механизмов) и применима для многих применений. Но для станков с ЧПУ требуется более быстродействующие привода.
Для таких применений используется одноконтурная система с ПИД регулятором ЭДС двигателя с простым токоограничением двигателя, например который реализовал Sergey_57. У него очень правильно реализован стробируемый съем ЭДС двигателя в момент межимпульсной паузы ШИМ, когда ток двигателя не вносит падение на якорной цепи, то есть берется чистая эдс якоря.
Для начала можно поиграться с двухконтурной системой из П регулятора ЭДС и ПИ регулятора тока, далее переходить к более сложному.

[studentngtu]

Проблема в основном лежит в не помехах, на которые грешат при работе на оборотах выше среднего. Налицо потеря устойчивости системы регулирования.
При П-регуляторе напряжения якоря статическая ошибка до 10-20% при номинальном моменте двигателя явление нормальное. Дальнейшая компенсация путем увеличения коэффициента усиления П-регулятора ведет к потере устойчивости.
При выборе петлевого коэффициента усиления разомкнутой системы управления близкого к потере устойчивости системы на малых оборотах всегда приводит к неустойчивости системы на оборотах выше средних. Поэтому его берут ниже на 30% ниже критического.
На оборотах выше среднего П-регулятору помимо отработки ошибки требуется поддерживать на выходе уровень достаточный для достигнутого напряжения вращающегося якоря. На максимальных оборотах, в случае ограничения верхнего выходного уровня регулятора вообще идет "просадка" скорости под нагрузкой, так как регулятор не может скомпенсировать падение на сопротивлении якорной цепи.
Для достижения нулевой статической ошибки применяют ПИ или ПИД регуляторы ЭДС двигателя. В случае ПИ-регулятора динамическая ошибка достигает до 43%. В случае ПИД-регулятора - до 10%.
Как вариант можно применять двухконтурную систему подчиненного регулирования - П или ПИ регулятор ЭДС управляет ПИ-регулятором тока якоря. ПИ-регулятор тока может адаптивным, для компенсации режима прерывистых токов. Двухконтурная САР двигателя имеет ограничение по быстродействию (достижение номинального тока до 40мсек и номинальной скорости до 0,5сек для малоинерционных механизмов) и применима для многих применений. Но для станков с ЧПУ требуется более быстродействующие привода.
Для таких применений используется одноконтурная система с ПИД регулятором ЭДС двигателя с простым токоограничением двигателя, например который реализовал Sergey_57. У него очень правильно реализован стробируемый съем ЭДС двигателя в момент межимпульсной паузы ШИМ, когда ток двигателя не вносит падение на якорной цепи, то есть берется чистая эдс якоря.
Для начала можно поиграться с двухконтурной системой из П регулятора ЭДС и ПИ регулятора тока, далее переходить к более сложному.

У меня коэффициент усиления минимальный. В цифровом виде это 1. Ниже 1 в цифровых системах коэффициент нельзя сделать. Поэтому с устойчивостью тут явно все впорядке. Может страдать быстродействие, но не устойчивость. А в целом спасибо за совет.

[azim_mg]

...
Короткий качественный кабель, через колечко ферритовое побольше размером продеть его несколько раз - должно полегчать.
...

Ферритовое кольцо может помочь, но первым делом стоит укоротить провода от ключа до двигателя и сравнить осциллограммы "до укорочения" и "после".

[studentngtu]

Ферритовое кольцо может помочь, но первым делом стоит укоротить провода от ключа до двигателя и сравнить осциллограммы "до укорочения" и "после".

Тогда вопрос, Где должно быть расстояние минимальное, между ключом и двигателем или между ключом и драйвером? Двигатель будет на корме судна, система управления ближе к носу. Вот судно, которое делал лично, двигатель покупной и там похоже резистивное управление.

[azim_mg]

Первым делом между ключом и двигателем, потому что там "гуляют" мощные импульсы, соответственно, и помехи там будут мощные. Далее, между ключом и драйвером мощности поменьше, ну и в конечном счете они будут короткие (в общем корпусе). А вообще-то передавать импульсные сигналы по длинным линиям - занятие неблагодарное: приходится ставить фильтры вроде ферритовых колец в простейшем варианте, подбирать подходящие кабели и т.д. По возможности, стоит избегать.