스테퍼 모터의 제어 알고리즘을 보다 효율적으로 마스터 하는 방법
스테퍼 모터 기반 모션 컨트롤 시스템의 디자인을 최적화, 엔지니어 비용, 성능, 효율, 예기치 않은 피드백 (예: 기계적 공명), 도전과 개발 시간 같은 요소를 고려해 야 합니다. 현대 모터 제어 시스템의 불리 한 환경, 다양 한 운영의 어려움에 직면 하 고 전통적인 솔루션의 전반적인 효율성은 종종 전체 시스템에 의해 발생 하는 최악의 조건에 의해 제한 됩니다. 적응 제어 알고리즘 최적화 된 기계 시스템의 최대 효율 추출에 필수적입니다.
시스템 매핑
최고의 효율을 원하는 경우에 전체 전기 기계 시스템의 경계 조건 매핑해야 합니다. 모든 시스템 변수를 고려 한다: 온도, 기계적 저하, 가속, 속도, 전원 전압, 그리고에. 시스템 아키텍처는 또한 그것에 대 한 충격이 있다.
오픈 루프 시스템에서 그것은 종종 그래서 우리 효율 같은 시스템에 대 한 주요 설계 목표는 아닙니다 가정 수 속도 프로필, 최악의 경우 현재 드라이브와 모터를 자극 하는 데 필요한. 이러한 유형의 테스트는 매우 시간이 소모 되는 시스템 확인 해야 합니다 모든 공급 전압, 온도 및 속도 값에 모터 공명의 위험을 최소화 하기 위해 사용할 수 있습니다 때문입니다. 스테퍼 모터 시스템 모든 잠재력이 울려, 일반적으로 (또는 가까운)에서 작동 하기 때문에 모터의 자연 주파수. 공명 모션을 잃거나 축 사 조건을 입력 하는 모터를 발생할 수 있습니다 때문에 이러한 영역을 방지 하는 것이 중요 합니다. 그러나, 오픈 루프에 대 한이 분야를 결정 하는 시스템은 매우 어려운 수 있습니다.
폐쇄 루프 제어는 일반적으로 두 가지 형태의 걸립니다: (빛 또는 홀 효과) 센서 기반 시스템 및 센서 시스템. 센서 시스템, "반 폐쇄 루프 시스템" 라고도 일반적으로 피드백으로 모터 코일에 의해 생성 된 전압을 사용 합니다. 센서 기반 제어 시스템은 널리 사용 하지만 센서에 다른 변화는 매핑 연습에서 고려 되어야 한다. 센서 시스템의 주요한 이점은 그들은 단지 모터의 실제 동작에 대 한 정보를 읽이 필요가 있다. 또 다른 중요 한 이점은 외부 센서에 대 한 필요성을 제거 하 여 시스템의 복잡성을 줄이면서 폐쇄 루프 또는 세미 폐쇄 루프 시스템의 감소 시스템 비용입니다. 성공적인 디자인 뒤 EMF의 특성의 이해를 요구 한다.
SLA 매핑
뒤 EMF 전기 기계 시스템의 동작에 관련 된 상세한 정보를 추출 촉진 하 고 진단 데이터를 제공 합니다. 전압은 모터의 구동 전류 펄스 모터의 자기장을 통해 모터 코일의 움직임 사이 생성 됩니다. 이 정보는 종종 모터의 속도 및 부하 각도 (SLA) 라고 합니다. 스테퍼 모터의 각 속도 수 수 잘 직선 근사 줄 뒤 EMF의 크기를 모니터링 하 여.
그림 1 보여줍니다 SLA의 매핑 핀 기존의 스테퍼 모터를 구동할 때 AMIS 30522 세분화 스테퍼 모터 컨트롤러를 사용 하 여 기계 시스템에 장착. 이 정보는 NXT 입력 (모터 구동 속도 결정 하는 클록 입력)의 청소 하는 동안 수집 됩니다. 그것은 왼쪽에서 오른쪽으로 이동, 자극의 주파수를 증가 하 고 다른 작업 영역을 명확 하 게 볼 수 있습니다. 전체 시스템의 모터 특성을 측정 하는 능력은 AMIS-305xx 시리즈의 매우 강력한 기능-특히 그것은 전통적인 설계 과제를 처리할 수 있지만 그 전에, 시스템 디자이너만의 공명 성능 분석은 모터, 그리고 그것은이 지역 전체 기계 장치 조립 되 면 변경 될 수 있습니다 인식 되지 않습니다.
모터 제어 시스템 SLA 전압 샘플 지속적으로 수 고는 비정상적인 상황이 발생 하는 경우 적절 한 조치를 취할 수 있습니다. 다시 기전력 회전자의 회전 속도에 비례 이기 때문에, 출력 축에 외부 부하를 감지 하는 모터에 공급 되는 전류 조절 편리 하 게 사용할 수 있습니다. 데이터 SLA 핀에서 매우 유용한 또 다른 지역 모터 공 진 영역을 입력 하려고 할 때입니다. 이 상황을 신속 하 게 식별 하는 알고리즘을 설계 하 여 스테퍼 모터 제어 시스템 즉시 새로운 안전 속도 도달 하는이 지역을 통해 가속화할 수 있습니다.
그림 1의 왼쪽에 빨간색 사각형 시스템에 공명을 강조 표시합니다. 이 모터, 단계별된 단계, 또는 다른 2 차 요인 사이 모터 공명의 기본 주파수의 실제 설치 원인일 수 있습니다. 이들은 일반적으로 피해 야 하는 정류 속도 영역입니다. 온 세미컨덕터의 뒤 EMF 기술을 사용 하는 경우 몇 분만 쉽게 매핑할 수 있습니다. 이 전기 기계 시스템에 압력을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이것은 중요 하기 때문에 시스템 압력 증가 소음을 발생할 수 있습니다, 성능 저하 감소 시스템 신뢰성에 발생할 수 있습니다. 이 데이터 수집 방법의 하이라이트는 매핑 프로세스 시스템에 물리적 변화 없이 완료 될 수 있다. 그래서 거기에 아무 기계적 복잡성 유일한 센서 모터 자체, 이다.
그림 1의 오른쪽에 빨간색 사각형 잔여 모터 코일에 현재 인 현재 드라이브 시스템의 RLC 시간 상수를 초과 하는 영역을 나타냅니다. 그것은이 특정 전기 기계 시스템에 대 한 "제한 속도"입니다.
이 두 분야 사이의 권장된 모터 작업 영역이입니다. 또한 동일한 매핑 마구간 조건 어디 모터 전류 수 없습니다 (따라서 뒤 EMF를 생성할 수 없습니다)을 식별 하도 사용할 수 있는 주목 한다. 시스템 컨트롤러에이 상황만 모터 업무가 사이 최소 임계값을 구성 하 여 제어할 수 있습니다.
매핑 데이터를 사용 하 여 디자인에
매핑이 완료 되 고 이상적인 속도 프로필 알려져, 일단 최고의 SLA 값을 선택할 수 있습니다. 주어진된 시스템에 대 한 가장 효율적인 작업 포인트를 대표할 것 이다 그것. 효율, 기계적 공명 등 과도 한 드라이브 전류를 손상 시킬 수 있는 문제를 방지 하려면 현재 드라이브, 가속도, 등 속도 모터 제어 변수를 동적으로 조정할 수 있다. 센서/뒤로 EMF 방법의 장점은 센서에서 피드백은 간단한 이진 정보 하지만 미세한 사용 하 수 있도록 추가 시스템 복잡성을 추가 하지 않고 모터에서 자세한 진단 정보를 사용할 수 있습니다. 손실된 단계를 피하기 위해 실시간 보상에 대 한 SLA의 변화.
