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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:! k. Q5 O- G( G
          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。
  w0 m8 y  M) W" ^            负载情况:A:空载时,负载质量450kg, 最大负载50kg。
; \+ S; o% b+ s4 E' b                              B:空载时,负载惯量70kg*m2
! D1 E$ J6 F# b           雅科贝思DD马达参数:型号ADR360-P-70
# \+ n% a0 u3 o, y8 u) m; @                               A:持续力矩:171N*m
4 I7 o' d7 U7 Y# N" y5 [* M                               B:峰值力矩:513N*m) u# [$ u, q' {4 t: S9 |
                               C:额定电流:10A6 C' f! h- N+ ^8 Y6 t; ]# j  L. m
                               D:峰值电流:30A
2 U2 d" x. D/ o                               E:动子惯量:0.12kg*m2
' ?! }  ^) m4 F  N/ S9 G                               未尽事宜可以参看雅科贝思参数
$ i: n( G& C0 u$ l          旋转要求如下: A.n=15rpm,6s转一圈。1 F4 {/ G$ O  ^4 }/ ]" t
                                    B.精度要求一弧分
2 X$ o$ R% E" d+ m. y3 c; N  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?
) Q6 ~9 Q: X5 Q7 ^) n
0 J" `% P* }0 S
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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
% `" Y; t$ ]- P  c, }: ~那楼主选这个电机的依据是什么?

" X* ]7 V  U7 w. W8 I第一:设备需要1弧分的精度;( K) S* B5 `8 w) k" a
第二:电机的力矩需要匹配,使用扭矩的80%;
+ p7 C8 d8 V" r' i0 J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)& o1 N, M) v' m  c8 M
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;/ a" V9 j% L5 X" h5 m/ E3 t# k
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!)3 M# E5 _0 B4 N. `- `
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!
6 i- C% b- A0 y4 H1 h9 j5 j' W+ l; j0 J
补充内容 (2016-3-8 11:47):
  \! A; I. k7 r0 ~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。, A7 I& B" L+ ]# [

, {. R- ?* N* N, c! Y  D4 j) u补充内容 (2016-3-8 11:50):
( ?( Q% _0 C# N3 [) z8 n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 ' v+ r/ v- x" a3 h) N8 x
第一:设备需要1弧分的精度;
$ ?# E& P+ r7 P! L8 h8 e0 `$ A第二:电机的力矩需要匹配,使用扭矩的80%;6 R) C, b% v2 k0 s* P% b6 e
第三:考虑过外国的转台(PS ...
0 r  A$ l& [+ w+ f8 N
答复挺详细!
9 p* X" p# f. b6 @
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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
6 ]1 }% H. S3 `! H; K' o
long_wzq 发表于 2016-3-8 10:29
' `, u/ N2 c  G* \, B! m8 {. y为什么不需要转动惯量匹配,求教?
1 g1 ?7 P9 v, Z9 N- T& X" b; R
谢谢螺旋大侠指教!F=M*a 是不变的,惯量即M
1 N8 N: r$ a+ W( V8 W
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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 / }; E% U7 `4 N" Q  i
第一:设备需要1弧分的精度;
2 L( E, `" w! u$ W- I第二:电机的力矩需要匹配,使用扭矩的80%;
+ l5 \* [* j; Z- v  G3 x第三:考虑过外国的转台(PS ...
1 r+ A' S2 A  D& F( I
关于DD马达计算:5 _8 D1 G, g2 m; K% \
  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。0 {4 ]+ i& U' q  ~) S
加速时扭矩:T=J*w,w=2*3.14*n/(60*t1);2 N6 H- x9 w5 Y
                    故T=70*(2*3.14*15)/(60*1)=110N*m4 o! x3 ~  m9 K. H
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
6 l7 _! |/ G/ h
/ [1 w  Z5 i& h3 y: |9 l% l9 `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!
7 s5 R) Y5 E6 m' F$ n$ \6 n% n
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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 7 S3 D. J& a( K0 q
为什么不需要转动惯量匹配,求教?
6 R4 w) G; @4 h' K& d0 y
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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