自己做电机驱动:伺服驱动
本帖最后由 weichao4808335 于 2016-10-4 11:00 编辑我前几年一直在研究变频器,变频器行业是越来越不行了,索性研究研究伺服驱动,加上本来对伺服就比较感兴趣,花了半年时间自我感觉搞得很接近商用了!可以放到坛子上让人看了,十一没有出去玩,搞了个演示视频给大家看看
这个基本属于闭门造车型的,望有经验朋友给出改进建议
视频中电机基本参数为:
额定功率:3KW
额定电流:11.7A
额定转速:2000RPM
额定电压:三相 AC 220V
编码器:多摩川省线编码器 2500线 程序内部做了四倍频 以提高定位精度
电机极对数:4
反电势系数:70V/Krpm
位置控制
加大速度前馈 明显有尖叫
5%转矩测试
10%转矩测试
视频3和4只是转矩限制的检测,并不是转矩模式,现在还没有做转矩模式,以后会加上
以后需要升级的功能:
1.转矩模式
2.离线惯量检测(可以改善加减速时的刚性)
3.陷波器(可以改善加大速度前馈时的尖叫声)
遥远的规划:
1.加上在线惯量检测做实时补偿,高端点的伺服貌似都有这个功能
2.做一款完善的上位机软件,现在还没有做上位机,所有数据都是用dac输出,然后分析有时候很不方便,但是实时性比较好 牛,做伺服技术含量高 不错,继续努力,这几年国内做伺服的也很多。现在什么行业都以一个样。 半年时间搞成这样,楼主很厉害啊! 支持一下 我自己也开始研究这个课题 这个行业水很深,技术要求不是一般高,楼主目前搞的东西目前还只能自己玩玩,别指望其养家糊口。系统辨识已经是伺服系统的标配了,楼主可以考虑这个方向玩玩。 本帖最后由 weichao4808335 于 2016-10-4 19:44 编辑
learner123 发表于 2016-10-4 18:01
这个行业水很深,技术要求不是一般高,楼主目前搞的东西目前还只能自己玩玩,别指望其养家糊口。系统辨识已 ...
我这个已经在机器上用了,一分钟动作500次,一次电机转1到两圈,不知道你说的系统辨识指的什么?比如陷波器 在线惯量辨识很多用户根本不会调,一般用不上,一般的应用没必要做那么复杂,加上辨识在宣传上比较好!
我这个的目的不是为了跟高端总线类的竞争,做高端已经没有意义了!我只是做满足一般的应用就可以比如制袋机包装机之类的! 1:支持加入光栅尺来实现全闭环,比如带动梯形丝杠实现精密移动。
2:支持通过电位器和CNC系统实现无极变速。 weichao4808335 发表于 2016-10-4 19:42
我这个已经在机器上用了,一分钟动作500次,一次电机转1到两圈,不知道你说的系统辨识指的什么?比如陷波 ...
楼主这个只能在作坊小机器上用用,一般作坊阶段的家庭型小企业用。
第二阶段的企业还是只能买好设备(不一定是高端),至少也是二手好设备。
至少,我们这边在这种东西上绝对不用,毕竟后期维护成本过高。
楼主如果定位低端,应该在故障处理和产品质量方面下点功夫。
但是,伺服控制器本身就是高端货,否则直接上plc了,产品定位应该准确。 qiufeng 发表于 2016-10-4 21:32
1:支持加入光栅尺来实现全闭环,比如带动梯形丝杠实现精密移动。
2:支持通过电位器和CNC系统实现无极变速 ...
谢谢给出建议! learner123 发表于 2016-10-4 21:41
楼主这个只能在作坊小机器上用用,一般作坊阶段的家庭型小企业用。
第二阶段的企业还是只能买好设备(不 ...
我这个是伺服驱动器啊,不是控制器,跟PLC有替代关系? weichao4808335 发表于 2016-10-4 21:44
我这个是伺服驱动器啊,不是控制器,跟PLC有替代关系?
归根结底就是控制器,无论你用的是传统PID还是其他算法,传感器是光栅尺,编码器还是电位器,学术上都是控制器。
用到伺服系统,就有精度要求了,没有精度,直接开关控制不就完了,所以PLC就够了。
工业产品玩的是可靠性和精度,所以说楼主还只是入门级玩家,做产品任重而道远,加油吧 learner123 发表于 2016-10-4 21:52
归根结底就是控制器,无论你用的是传统PID还是其他算法,传感器是光栅尺,编码器还是电位器,学术上都是 ...
控制器是控制器,驱动是驱动,这是两码事,PLC永远也干不了驱动,我本来就是做变频器的,伺服驱动差不多就是变频器加上位置环,说到精度我这个在机器上跑了这么长时间没有差一个脉冲,至于硬件,我是在变频器成熟硬件的基础上改的,稳定不成问题的,我确实是入门级但是绝不是玩家,我做的是产品 weichao4808335 发表于 2016-10-4 22:01
控制器是控制器,驱动是驱动,这是两码事,PLC永远也干不了驱动,我本来就是做变频器的,伺服驱动差不多 ...
呵呵,楼主还是多看书吧,就不陪楼主欢乐了。
基本控制原理还是要看看的,推荐楼主先看《自动控制原理》第三版或第四版都可以。
交流异步电机驱动相对来说还是简单一些,基础速度环和位置环都还好说,力矩控制要做好还要多下功夫 本帖最后由 weichao4808335 于 2016-10-4 22:12 编辑
learner123 发表于 2016-10-4 22:08
呵呵,楼主还是多看书吧,就不陪楼主欢乐了。
基本控制原理还是要看看的,推荐楼主先看《自动控制原理》 ...
呵呵 ,连自控都没看过我还做什么电机控制{:titter:} 不错,电机噪声有点大。 learner123 发表于 2016-10-4 22:08
呵呵,楼主还是多看书吧,就不陪楼主欢乐了。
基本控制原理还是要看看的,推荐楼主先看《自动控制原理》 ...
交流异步电机应该是最复杂的吧? learner123 发表于 2016-10-4 22:08
呵呵,楼主还是多看书吧,就不陪楼主欢乐了。
基本控制原理还是要看看的,推荐楼主先看《自动控制原理》 ...
不懂瞎装逼,你来个不是入门的show一下。 learner123 发表于 2016-10-4 22:08
呵呵,楼主还是多看书吧,就不陪楼主欢乐了。
基本控制原理还是要看看的,推荐楼主先看《自动控制原理》 ...
自动控制原理是门基础课程,跟控制搭点边的专业都会学到,纯理论的东西,就是把书背下来也搞不出变频器和伺服电机! 本帖最后由 weichao4808335 于 2016-10-5 09:17 编辑
guzhongqi 发表于 2016-10-5 09:04
自动控制原理是门基础课程,跟控制搭点边的专业都会学到,纯理论的东西,就是把书背下来也搞不出变频器和 ...
{:lol:}对头 ,自控是基础,自动化的必修课,做电机的专业基础是运控 learner123 发表于 2016-10-4 22:08
呵呵,楼主还是多看书吧,就不陪楼主欢乐了。
基本控制原理还是要看看的,推荐楼主先看《自动控制原理》 ...
交流异步简单?你要是觉得交流异步玩玩VF控制就够了,那当我没说…… weichao4808335 发表于 2016-10-4 22:11
呵呵 ,连自控都没看过我还做什么电机控制
装逼被打脸是很下不来台的,体谅下人家{:titter:} LZ尽量搞3相380VAC或者单相220VAC RobotRD 发表于 2016-10-5 12:03
LZ尽量搞3相380VAC或者单相220VAC
这个单相和三相220都可以用的,只要不报欠压故障就可以 撸主,能不能做恒扭矩反拖,扭矩波动能控制在多少? guzhongqi 发表于 2016-10-5 08:51
不懂瞎装逼,你来个不是入门的show一下。
哈哈,太直接了,说控制器就是驱动器确实不懂。 围观一下。
对我来说,是高大上的东西。 本帖最后由 SMC 于 2016-10-5 21:22 编辑
lbblsws 发表于 2016-10-5 10:13
装逼被打脸是很下不来台的,体谅下人家
哎 那个人是高手啊,混迹论坛很久的大神了,居然说人家装逼,我也是醉了 SMC 发表于 2016-10-5 13:27
哎 那个人是高手啊,混迹论坛很久的大神了,居然说人家装逼,我也是醉了 ...
我也觉得是个装B犯 强人! 楼主厉害 SMC 发表于 2016-10-5 13:27
哎 那个人是高手啊,混迹论坛很久的大神了,居然说人家装逼,我也是醉了 ...
我懒得和一瓶子不满半瓶子咣当的人瞎扯,这种争吵没有价值。控制系统没玩过就太没人生经历了,说自己早年用山寨货的经历太丢人。至于"控制器","驱动器"这种问题就是“冷媒”和“雪种”的区别。
不过既然有人知道咱,就只和你说好了。
驱动器通常指功率驱动部分,例如H桥部分或多电平的MOS管等器件。控制器是系统,可以指单片机/DSP部分,也可以指单片机/DSP+功率驱动部分,也可以指更高层例如PC;具体指哪部分由上下文决定。
如果有人把DSP+功率级称为驱动器,也对,因为他认为上层运动控制算法由其他单片机或PC完成,但学术中将其称为驱动器,因为DSP完成了算法(例如PID),国外高性能驱动器甚至自带系统辨识功能,PID系数自动整定或者根本就不是PID。
所以和一群只会骂人的人不必要争论,你知道就好。 楼主带大家玩玩伺服驱动。 看一下,学习学习 马克 看一下,学习学习 马克 learner123 发表于 2016-10-4 22:08
呵呵,楼主还是多看书吧,就不陪楼主欢乐了。
基本控制原理还是要看看的,推荐楼主先看《自动控制原理》 ...
你说的跟楼主做的不是一回事! learner123 发表于 2016-10-8 13:39
我懒得和一瓶子不满半瓶子咣当的人瞎扯,这种争吵没有价值。控制系统没玩过就太没人生经历了,说自己早年 ...
看来你不是这个行业的吧,楼主做的就是伺服驱动器,这个是行业的共识,大家的共识,你硬说不是,那你应该远离这个话题! 高精度的伺服驱动器更有价值些! 牛啊,不过没有硬件照片,差评~~~
讨教1,三相220V,是不是得用三相四线制的接法?线电压是380V,不能三相三线制吧?
讨教2,永磁同步伺服电机是不是要同时有增量编码器和换向的霍尔传感器?还是可以不用霍尔传感器?
我不太懂,为什么急停时候震动那么大? 活到老学到老 发表于 2016-10-11 23:54
我不太懂,为什么急停时候震动那么大?
减速太快了,电机没有固定,惯性原因电机会抖一下 kaomantou 发表于 2016-10-11 22:45
牛啊,不过没有硬件照片,差评~~~
讨教1,三相220V,是不是得用三相四线制的接法?线电压是380V,不能三相 ...
呵呵,全手工的硬件拿不出手,乍一看跟开发板似的。
1.三相220和单相220都可以使用
2.不用霍尔,用带u v w的增量编码器,只要知道电机u相反电势和编码器z信号的角度,这个角度一般被称为零点,每个厂家的角度不同,比如华大米格的是21.6度,一般这个角度电机厂家会提供的,每次上电就可以读出电机转子当前的位置,即使没有提供角度也可以用异步拖动的方式自动对相,自动识别出零点位置
luozhongchao123 发表于 2016-10-11 19:58
高精度的伺服驱动器更有价值些!
多高精度呢?我的朋友都跟我说不要搞高端的,因为高端都是认品牌,其实我是想做某个行业,或者给其他公司配套,变频器伺服其实跟其他行业一样有很多小作坊连怎么用都不会的都在生产居然还可以卖出去 feigoo 发表于 2016-10-5 13:12
撸主,能不能做恒扭矩反拖,扭矩波动能控制在多少?
可以做恒扭矩反拖,视频里面我用手扭动转子就相当于反拖了,我这里没有测试平台,非常精确的指标没测,粗略估计在2%左右 whatcanitbe 发表于 2016-10-8 19:29
楼主带大家玩玩伺服驱动。
玩这个太贵,估计很多人更喜欢玩低压的bldc,等以后空闲了做个低压的开发板大家一块儿玩玩 lbblsws 发表于 2016-10-5 10:11
交流异步简单?你要是觉得交流异步玩玩VF控制就够了,那当我没说……
无论是异步机还是同步机开环矢量都是最难的,闭环最简单,因为转子当前位置是已知的,想让伺服转起来比变频器要好搞,因为伺服连上电转子位置都是已知的 mark一下,伺服驱动diy。 diy伺服驱动 我们公司就充斥着learner123这类“牛人”{:lol:}
给的伺服驱动器的解释都近乎相似,以机械电子专业背景人居多,还都是985高校的。
人多势众,我再怎么解释都没用,在那些人眼里,伺服驱动器很简单,估计在学校实验室都是买现成产品吧,惯坏了。
感觉楼主从变频器转做伺服驱动器具有很好的底层技术,但是除了最底层的稳定和性能,目前大多数应用都是多轴总线控制,需要考虑很多其他的特殊功能,而所谓的在线辨识这类辅助调试人员的功能大可不必急着上,把真正需求的功能做实做稳定才是最重要的。 learner123 发表于 2016-10-8 13:39
我懒得和一瓶子不满半瓶子咣当的人瞎扯,这种争吵没有价值。控制系统没玩过就太没人生经历了,说自己早年 ...
请教一下,不用PID的话会用什么方法去控制呢? 伺服的两步走 第一步把电机弄转,第二步高性能控制算法;楼主完成了第一步,第一步对于非电器类专业的人来说是个门槛,对于电气专业悟性高的同学来说也只是个时间问题;重点是第二步的控制算法;
你说的辨识麻烦什么的,辨识根本不需要用户设置,在电机没启动时完成第一次辨识,启动后完成第二次辨识,运转过程中再根据工况不断辨识。
经典自控的思想能几乎做不出伺服的效果来,伺服最终比的都是算法! 只要有编码器,系统辨识简直是轻而易举的事,麻烦的是无传感器时如何实现高性能效果。 SMC 发表于 2016-10-16 01:23
只要有编码器,系统辨识简直是轻而易举的事,麻烦的是无传感器时如何实现高性能效果。 ...
你说的系统辨识指的是哪方面?
电机参数辨识还是惯量识别和自动增益?
伺服电机参数不用辨识都是已知的,但是需要兼容未知电机的话相位角需要自动识别,惯量识别我目前正在研究,识别出惯量后自动增益需要用模糊控制是我下一步要搞的。 SMC 发表于 2016-10-16 01:23
只要有编码器,系统辨识简直是轻而易举的事,麻烦的是无传感器时如何实现高性能效果。 ...
对,有人说变频器比伺服难搞,其实开始阶段伺服比变频器好做多了,变频器一个无感矢量就难倒了多少人 SMC 发表于 2016-10-16 01:23
只要有编码器,系统辨识简直是轻而易举的事,麻烦的是无传感器时如何实现高性能效果。 ...
对,有人说变频器比伺服难搞,其实开始阶段伺服比变频器好做多了,变频器一个无感矢量就难倒了多少人 敬仰楼主,鄙视纸上谈兵的装逼 400瓦单相,无外壳只有散热器的vf简易变频器可以做到多少价格? myxiaonia 发表于 2016-10-16 12:26
400瓦单相,无外壳只有散热器的vf简易变频器可以做到多少价格?
可参考淘宝上的价格,基本上都是是低价了 松下伺服控制A5的手册都不能全部吃透,感觉难啊。 weichao4808335 发表于 2016-10-16 10:27
对,有人说变频器比伺服难搞,其实开始阶段伺服比变频器好做多了,变频器一个无感矢量就难倒了多少人 ...
我也认为能搞出FOC已经很有难度了,但是若要弄伺服,必须对高性能控制算法了如指掌。
说实话我琢磨FOC和DTC也花了很长时间,但是我花在控制算法上的时间是用年来计的,我走路时都在思考控制算法。
看你说用模糊控制,这个算法可以学下,有助于理解,但是性能不好。对于伺服控制,假如有个100分的控制算法,那么模糊大概60分,普通PID也差不多这个分数。 当你不排斥任何一个主流控制算法并都琢磨明白本质后,你就有弄伺服算法的水平了,再剩下的就是各种细节的处理。 weichao4808335 发表于 2016-10-16 10:13
你说的系统辨识指的是哪方面?
电机参数辨识还是惯量识别和自动增益?
伺服电机参数不用辨识都是已知的, ...
没错就是增益的辨识,这是核心,增益辨识出来了,算法性能就能提到大概92%,再辨识下其他的,基本就能提到95%了,剩下的就是细节处理了。 支持楼主搞伺服,加油! 伺服系统是一个系统工程,电机、硬件电路、软件算法都做好了才能有好的效果 SMC 发表于 2016-10-16 18:26
没错就是增益的辨识,这是核心,增益辨识出来了,算法性能就能提到大概92%,再辨识下其他的,基本就能提 ...
增益的辨识用模糊控制可以识别出最优参数,我还没有想到用其他办法做到,其实模糊控制到头来还是PID,只是根据经验做出来和规则 weichao4808335 发表于 2016-10-17 11:12
增益的辨识用模糊控制可以识别出最优参数,我还没有想到用其他办法做到,其实模糊控制到头来还是PID,只 ...
悟性好的话,大半年时间就能把各种算法弄得很明白了。至少要看两本控制算法书,并把书上的大多数算法用matlab亲自编程仿真加深理解。 weichao4808335 发表于 2016-10-12 09:13
多高精度呢?我的朋友都跟我说不要搞高端的,因为高端都是认品牌,其实我是想做某个行业,或者给其他公司 ...
如果站在市场的角度看,你朋友说的很对 高端伺服用户都是认品牌。。。。
我们做设备的,国企大公司都是指定国外伺服和电机,以及其他核心部件
小公司就更看重的性价比 weichao4808335 发表于 2016-10-17 11:12
增益的辨识用模糊控制可以识别出最优参数,我还没有想到用其他办法做到,其实模糊控制到头来还是PID,只 ...
请教一下楼主1片 stm32f103 是否可以控制3个 无刷电机? zhcj66 发表于 2016-11-7 17:01
请教一下楼主1片 stm32f103 是否可以控制3个 无刷电机?
方案应该可以,foc应该不行 weichao4808335 发表于 2016-11-7 19:49
方案应该可以,foc应该不行
那无刷电机不加编码器,是否可以获取转速和控制转速(无刷电机带有Hv,Hu,Hw三根+电源反馈线),小白一个没接触过无刷 望给解释一下 谢谢 zhcj66 发表于 2016-11-8 08:17
那无刷电机不加编码器,是否可以获取转速和控制转速(无刷电机带有Hv,Hu,Hw三根+电源反馈线),小白一个 ...
高速可以,低速应该不行 weichao4808335 发表于 2016-11-8 08:24
高速可以,低速应该不行
高速是不低于多少?无刷电机带有Hv,Hu,Hw三根线输出的是什么信号? 低速速度要平滑要用编码器,霍尔信号是每隔60度电角度才有变化,比如10r/min,这样信号太少,速度就做不好 zhcj66 发表于 2016-11-8 08:55
高速是不低于多少?无刷电机带有Hv,Hu,Hw三根线输出的是什么信号?
低速速度要平滑要用编码器,霍尔信号是每隔60度电角度才有变化,比如10r/min,这样信号太少,速度就做不好 楼主好牛,变频+伺服是一个很广的方向,很看好这个。
现在的变频定义也太广了,显示器用个开关电源也叫变频。 Firman 发表于 2016-11-8 11:24
楼主好牛,变频+伺服是一个很广的方向,很看好这个。
现在的变频定义也太广了,显示器用个开关电源也叫变频 ...
可惜这个行业被山寨玩死了 楼主用什么方案做的呢? STM32 OR DSP? 我是来学习的{:biggrin:} keshipt 发表于 2016-11-8 15:24
楼主用什么方案做的呢? STM32 OR DSP? 我是来学习的
TI2802++CPLD weichao4808335 发表于 2016-11-8 19:05
TI2802++CPLD
强!伺服驱动做好了还真挺不容易的,学习了 向楼主取经 楼主,带大家玩玩。 楼主要开源吗? 还是准备自己做产品呢? 楼主厉害,想知道电机转子的起始位置是怎么得到的? 1.转矩模式
2.离线惯量检测(可以改善加减速时的刚性)
3.陷波器(可以改善加大速度前馈时的尖叫声
能讲讲这几个的原理么?想跟做楼主学习一下! 楼主有兴趣一起做工业机器人不,投资未来 luozhongchao123 发表于 2016-11-9 11:46
楼主厉害,想知道电机转子的起始位置是怎么得到的?
伺服电机转子的初始位置很容易得到,通过编码器u v w和电机零点位置,就可以计算出来电机转子初始位置的电角度,然后经过z脉冲时再矫正下就是真正的位置 colgatechen 发表于 2016-11-9 12:03
楼主有兴趣一起做工业机器人不,投资未来
相当有兴趣哦,有机会可以合作!!!! 电机驱动,mark。
weichao4808335 发表于 2016-10-12 09:13
多高精度呢?我的朋友都跟我说不要搞高端的,因为高端都是认品牌,其实我是想做某个行业,或者给其他公司 ...
赞同你朋友的观点。工业应用,谁也不会拿自己的生产线开玩笑,没有品牌,万一你让我的生产线停几个小时甚至一两天,我损失大了。 楼主厉害!支持{:victory:} 支持楼主,有些人是自己在纠结概念
想学习,有没有推荐的经典的伺服方面的书 感觉很难,不是我的菜 楼主要开源吗? 还是准备自己做产品呢? 感觉不错,请问怎么自制的呢? 闲鱼翻身 发表于 2016-11-17 11:15
感觉不错,请问怎么自制的呢?
自己打板,自己写程序 mark SMC 发表于 2016-10-19 18:39
悟性好的话,大半年时间就能把各种算法弄得很明白了。至少要看两本控制算法书,并把书上的大多数算法用ma ...
大神能帮忙推荐两本吗? 楼主 哪个城市的 有时间的话,能面谈下吗谢谢 learner123 发表于 2016-10-8 13:39
我懒得和一瓶子不满半瓶子咣当的人瞎扯,这种争吵没有价值。控制系统没玩过就太没人生经历了,说自己早年 ...
伺服系统辨识不就是辨识系统惯量,共振点吗?控制系统上做个零极点补偿,人家都做了呀,你咋说人家只是入门级别,PID瞎调才是入门级别。做过变频器的我认为水平更高,因为要适应各种电机,还要做无传感器控制,里面对控制理论的功底要求更高,你说的顶多是经典控制,无传感器要求很多现代控制理论的东西。自己装逼太过头了,你才是一瓶子不满半瓶子咣当呢吧! 顶楼主,不要理learner123说的话
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