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DD马达事宜,求助

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发表于 2016-3-7 15:56:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
DD马达事宜求助:
3 C- W* G/ p! y( z( h& G+ D          目前做一款圆柱坐标系机械手(DD马达在最下方)遇到DD马达问题;问题如下:DD马达整定时间太长(700ms-2500ms),速度跟随和位置跟随不理想,电流波动太大,调节PID参数对以上现象没有太大改观(PS:若增加增益则DD马达发出异响,如减少增益刚性太差),始终无法调到理想状态。现把以下设计参数提供给各位,麻烦各位大神指点一下。
2 g! @# _3 `) R$ D- t% f1 W# w' x+ c9 W            负载情况:A:空载时,负载质量450kg, 最大负载50kg。" P! C: c2 L5 u. G" x# c
                              B:空载时,负载惯量70kg*m2
6 h* r. e0 _8 J6 M# X           雅科贝思DD马达参数:型号ADR360-P-709 K. B9 @; c, P  V, m. M& L- I
                               A:持续力矩:171N*m3 K" U; _, ~9 a/ O1 m: _+ E# |
                               B:峰值力矩:513N*m; O; k+ y8 a7 @' F: f/ |
                               C:额定电流:10A
+ ^; u6 O( u% c8 T+ ^4 i                               D:峰值电流:30A9 C: h# u! M( ^% ?# z; b2 u
                               E:动子惯量:0.12kg*m2( h& m4 N4 a1 C& H8 I
                               未尽事宜可以参看雅科贝思参数
3 i. q( \$ {! k3 m* x5 r, r4 I          旋转要求如下: A.n=15rpm,6s转一圈。
; }5 j. c, C$ w3 T1 o                                    B.精度要求一弧分- ~- [4 E* k. m# B9 V
  PS:在查阅科尔摩根与雅科贝思以及横河相关资料中,都明确的说明DD马达不需要惯量匹配,因为动子和负载连接在一起的,负载与动子是公共惯量,另电机惯量匹配主要解决的问题是在传动中存在背隙,在反转的情况下,可能出现负载与电机瞬间解耦的问题,造成控制不稳定,因此不需要惯量匹配!当然我对惯量匹配的理解并没有那么深,但是总感觉还是有小马拉大车的问题,麻烦各位大神看看问题!

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发表于 2016-3-7 16:42:11 | 显示全部楼层
那楼主选这个电机的依据是什么?5 }" H( e$ g! y6 ]9 k

0 [) n7 ~3 L# N0 j$ M7 f
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 楼主| 发表于 2016-3-7 17:37:57 | 显示全部楼层
螺旋线 发表于 2016-3-7 16:42
$ h% d  {- x1 k8 U那楼主选这个电机的依据是什么?

$ W2 G/ W) ?4 F8 E第一:设备需要1弧分的精度;% f! n3 b$ |9 a4 `: R% h6 L7 L8 B
第二:电机的力矩需要匹配,使用扭矩的80%;
. E/ ]& u: D) ?3 F% s" Y5 x第三:考虑过外国的转台(PS:价格太贵,十多万,交期太长,不利于量产)
8 h- A3 @* O& _4 k第四:其实转台需要承受2500N*m的倾覆力矩,很少转台能够满足;7 P/ U% y) B$ J% a2 Q
第五:考虑过谐波或者RV减速机,(PS:在设备设计上面整机的尺寸会过高!)
. j0 m9 l7 a1 Y# G0 t8 }: w综合以上因素:考虑最后使用DD马达!以前没有这样使用过DD马达,DD马达一般都只是使用在贴合头上,做旋转轴使用,力矩较小的情况!7 D- E4 E$ F& H. t6 c

: a4 ]( q0 c& B) A补充内容 (2016-3-8 11:47):9 m8 n' o) o* s& c/ B) ^
惯量只有在机械手缩回到最里面的位置时才会旋转,其余位置不会旋转,因为这样惯量的变化会呈现几何数的增长!本机械手的惯量变化,只存在空载与负载50kg时的惯量变化。
3 u* S0 B1 [+ h4 T+ [, y
6 v! F/ p/ h8 V: b补充内容 (2016-3-8 11:50):9 C) L4 W% g6 J8 h- B
现在关键的问题是,机械手在空载情况下都存在过冲与整定时间过长的问题!对了,还要补充一点DD马达我们只买了动子与定子,自己设计组装的!会不会在这里出现装配等其他问题呢?

点评

还有一个很重要的问题,对于DD马达的负载来说,运动过程中,其惯量变化范围有多大。你这是机械手啊,姿态是变化的。  发表于 2016-3-8 11:18
把第二条的计算发上来。其他的和DD马达选型没关系的,第一条除外,但这不需要计算。  发表于 2016-3-8 07:58

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发表于 2016-3-7 20:42:30 | 显示全部楼层
huangyu123 发表于 2016-3-7 17:37 3 S1 L7 t9 o1 \2 B2 n  \4 F, A
第一:设备需要1弧分的精度;. r1 k# O6 w& K" a5 V
第二:电机的力矩需要匹配,使用扭矩的80%;7 q) Y  H. S* O  Y
第三:考虑过外国的转台(PS ...

8 C2 v6 R+ |2 P1 |: O; j- C1 t# ^答复挺详细!
9 Y/ r( |/ H7 @( p& U
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发表于 2016-3-7 23:26:52 | 显示全部楼层
我不懂,但宿舍的电气工程玩过这玩意,他说惯量匹配是对的,他说估计是电机选小了
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发表于 2016-3-8 10:29:14 | 显示全部楼层
为什么不需要转动惯量匹配,求教?

点评

惯量匹配是工程评估的简化处理。说白了就是负载惯量对于电机的“扰动”要小于一定的比值。但并不意味着DD马达不考虑惯量,恰恰。惯量是很重要的参数,否则角加速度怎么办?  发表于 2016-3-8 10:53
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发表于 2016-3-8 11:15:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 long_wzq 于 2016-3-8 11:16 编辑
, v+ N( g+ B" Z  R
long_wzq 发表于 2016-3-8 10:29 ! m, o8 b/ X4 I3 d: @& W5 s
为什么不需要转动惯量匹配,求教?

. I3 Y+ X4 p# m1 l9 u/ L' G. A( N, i: }谢谢螺旋大侠指教!F=M*a 是不变的,惯量即M% \% g  {  q6 D6 |7 E
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 楼主| 发表于 2016-3-8 11:43:32 | 显示全部楼层
huangyu123 发表于 2016-3-7 17:37 3 e! `4 D$ V+ f" @% T9 ]5 o
第一:设备需要1弧分的精度;
4 U4 t+ \6 \+ h8 j+ C+ j第二:电机的力矩需要匹配,使用扭矩的80%;
. v! u. Z. r$ W) W8 n) Q- X0 I第三:考虑过外国的转台(PS ...

. I: J+ b0 b8 I$ {9 B0 Z关于DD马达计算:7 Y" H5 _1 R( N* b8 Q6 `
  速度-时间图像为梯形图像:加速度时间为t1=1s,匀速时间为t2=4s,减速度时间为t3=1s。
, O" G8 Q; D, F+ t- G0 X加速时扭矩:T=J*w,w=2*3.14*n/(60*t1);& z& L  Q( t+ ^  w" y" [
                    故T=70*(2*3.14*15)/(60*1)=110N*m
& V) L% T" j" D2 U因为此时没有算摩擦系数,再次基础上乘以系数1.2 故T=110*1.2=131N*m- C! _2 K" O( {( J4 Q

9 f$ t8 V' Z+ L5 o& {没有严格的按照峰值扭矩与额定扭矩计算。但是这个数据在对DD马达额定扭矩中占的比例是77%!  如果能够比较准确的计算出摩擦的话,力矩应该通过算术平方根以后,应该会更小一点!
" D6 \0 w7 a: n: l
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 楼主| 发表于 2016-3-8 11:53:52 | 显示全部楼层
long_wzq 发表于 2016-3-8 10:29 1 G$ C* Q4 Z# y' |2 j: b
为什么不需要转动惯量匹配,求教?

# W* J; X. X( I1 v我一直都对这个问题保持疑问状态,因为不是很懂!以前计算伺服的时候一般都会做到5-10倍的负载惯量比!如果真的按照科尔摩根和雅科贝思的说法的话,那我不是可以使用一个很小的DD马达,只要能克服摩擦,通过无限的延长时间来拖动一个很大的负载,我觉得这好像是有问题的!因为这样不是会造成系统的控制不稳定么?对控制不太懂,只是这样想过这个问题!
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发表于 2016-3-8 13:17:02 | 显示全部楼层
楼主在哪个地方?我可以让我们技术去和你一起探讨一下。我们做台湾上银的DD马达
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