DD马达事宜，求助

huangyu123

DD马达事宜求助：
          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。
            负载情况：A：空载时，负载质量450kg， 最大负载50kg。
                              B：空载时，负载惯量70kg*m2
           雅科贝思DD马达参数：型号ADR360-P-70
                               A:持续力矩：171N*m
                               B：峰值力矩：513N*m
                               C：额定电流：10A
                               D：峰值电流：30A
% ^: N3 Z' O) c                               E：动子惯量：0.12kg*m2
# m* F2 f0 [5 h6 S0 h8 l                               未尽事宜可以参看雅科贝思参数
          旋转要求如下： A.n=15rpm，6s转一圈。
                                    B.精度要求一弧分
5 @1 f9 y4 w/ o( T4 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！

螺旋线

那楼主选这个电机的依据是什么？

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huangyu123

螺旋线 发表于 2016-3-7 16:42
那楼主选这个电机的依据是什么？

第一：设备需要1弧分的精度；
/ {& V5 D1 X1 f" u* c第二：电机的力矩需要匹配，使用扭矩的80%；
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）
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；
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！）
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！
! J* d# u1 }# f! Y' L7 `, T; Q9 z
$ z' T! l% y6 g& k/ y- _补充内容 (2016-3-8 11:47):
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。
5 @" Y) ~' v0 ?" ^5 S6 [
补充内容 (2016-3-8 11:50):
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？

喂我袋盐

huangyu123 发表于 2016-3-7 17:37
! t6 C2 W4 J, E4 e$ ~8 o1 B1 A* @) h第一：设备需要1弧分的精度；
4 @% b' g. C, L9 ?& y4 T第二：电机的力矩需要匹配，使用扭矩的80%；
第三：考虑过外国的转台（PS ...

  V, L# ?  K- r, z$ G答复挺详细！

小熊叹

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

long_wzq

为什么不需要转动惯量匹配，求教？

long_wzq

long_wzq 发表于 2016-3-8 10:29
为什么不需要转动惯量匹配，求教？

谢谢螺旋大侠指教！F=M*a 是不变的，惯量即M
5 u+ T4 D" K# ^/ g. e: `3 P

huangyu123

huangyu123 发表于 2016-3-7 17:37
0 b4 ^5 h2 q) L+ J; a第一：设备需要1弧分的精度；
第二：电机的力矩需要匹配，使用扭矩的80%；
第三：考虑过外国的转台（PS ...

关于DD马达计算：
  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。
2 `8 U8 ]: j0 {, U3 k# L" f加速时扭矩：T=J*w，w=2*3.14*n/（60*t1）；
8 ?. h0 x* W3 ^* n9 e                    故T=70*（2*3.14*15）/(60*1)=110N*m
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
) Z& T9 F' X7 D
! @- C1 I! R& U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！
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huangyu123

long_wzq 发表于 2016-3-8 10:29
为什么不需要转动惯量匹配，求教？

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！

台湾上银

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