电机频繁起停换向，哪种算法更适合

caizhihe11 · 发表于 2015-5-8 22:31:26

同标题，由于启动和换向间隔非常短，电机就在做反复的起停，哪种方法能够减低功耗的损失和更好的控制电机，目前使用的就是PID，有没有更好的方法

wangyan915205 · 发表于 2015-5-8 23:41:48

小功率电机直接用固态继电器控制好了，2KW以下的。何须什么pId？

gsq19920418 · 发表于 2015-5-9 00:37:12

你这是打算做什么？好奇

kafeiwutang · 发表于 2015-5-9 04:09:24

什么电机

RobotRD · 发表于 2015-5-9 07:58:22

电焊送丝机?

YaoHui · 发表于 2015-5-9 08:32:58

电机要换方向，还能有算法来搞？

衰不堪言 · 发表于 2015-5-9 11:37:25

在电机频繁换向下使用pid，我前一段时间也做过，但是效果不理想，我是前一段时间才了解pid，对于pid的理解就是更改输出的大小，却不涉及方向，lz能否请教一下你的思路

tang0571 · 发表于 2015-5-9 12:31:10

换伺服啊，哈哈，反应快～～

mtswz.213 · 发表于 2015-5-9 13:59:22

变频器了，这还不好说

baikenor · 发表于 2015-5-10 11:30:18

看一下电机频繁启停会不会烧什么电机？如果是重复性的往复运动为啥不用纯机械的方式解决呢？

caizhihe11 · 发表于 2015-11-10 22:53:35

tang0571 发表于 2015-5-9 12:31
换伺服啊，哈哈，反应快～～

尺寸有限，是频繁换向控制角度

caizhihe11 · 发表于 2015-11-10 22:53:54

baikenor 发表于 2015-5-10 11:30
看一下电机频繁启停会不会烧什么电机？如果是重复性的往复运动为啥不用纯机械的方式解决呢？ ...

要控制不同的角度

caizhihe11 · 发表于 2015-11-10 22:54:19

mtswz.213 发表于 2015-5-9 13:59
变频器了，这还不好说

尺寸有限，是频繁换向控制角度

caizhihe11 · 发表于 2015-11-10 22:54:51

tang0571 发表于 2015-5-9 12:31
换伺服啊，哈哈，反应快～～

是带有减速机的

caizhihe11 · 发表于 2015-11-10 22:55:27

衰不堪言发表于 2015-5-9 11:37
在电机频繁换向下使用pid，我前一段时间也做过，但是效果不理想，我是前一段时间才了解pid，对于pid的理解 ...

有位置传感器

caizhihe11 · 发表于 2015-11-10 22:56:03

YaoHui 发表于 2015-5-9 08:32
电机要换方向，还能有算法来搞？

频繁换向控位置

caizhihe11 · 发表于 2015-11-10 22:56:51

wangyan915205 发表于 2015-5-8 23:41
小功率电机直接用固态继电器控制好了，2KW以下的。何须什么pId？

需要控制位置

caizhihe11 · 发表于 2015-11-10 22:58:11

kafeiwutang 发表于 2015-5-9 04:09
什么电机

直流无刷电机

霸气侧漏 · 发表于 2015-11-11 07:17:38

我的是步进电机，哈哈，现在有点噪音，纠结

whatcanitbe · 发表于 2015-11-11 07:30:58

能否说下你用PID控制的思路。

mandylion2008 · 发表于 2015-11-11 08:28:33

就是有感无刷舵机吧！用方波或FOC都可以的，也就是做伺服控制。

baikenor · 发表于 2015-11-11 10:04:56

让机械的计算下加速度啥的吧或者整体惯量看看机械上选型有没有错误

dxzky · 发表于 2015-11-11 10:32:13

伺服控制就好吧，另外PID算法可以试着升级下，滑变PID啊，非线性PID啊...

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 13:40:18

dxzky 发表于 2015-11-11 10:32
伺服控制就好吧，另外PID算法可以试着升级下，滑变PID啊，非线性PID啊...

伺服控制不可以，非常小，位置有限，滑变的话意义不大，我只是对位置进行控制

jzkn · 发表于 2015-11-11 13:43:28

按照楼主说的，启动和换向间隔时间很短，那电机反复起停也很正常。如果要做到平滑，就只有反复在PID算法上研究了，系数好好弄一下。

mandylion2008 · 发表于 2015-11-11 13:46:37

本帖最后由 mandylion2008 于 2015-11-11 13:48 编辑

用音圈电机，够快了吧！
能不能大致讲一下具体的构成，不然怎么帮你想呢？
有没有减速齿轮？
行程多大？

换挡电机？这个需要力矩控制的喔，不然会伤齿轮的。

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 13:48:10

mandylion2008 发表于 2015-11-11 13:46
用音圈电机，够快了吧！
能不能大致讲一下具体的构成，不然怎么帮你想呢？ ...

超声波电机成本太高，主要是电机需要控制正反位置，位置可变，频响大概15hz,幅值10度左右

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 13:49:42

jzkn 发表于 2015-11-11 13:43
按照楼主说的，启动和换向间隔时间很短，那电机反复起停也很正常。如果要做到平滑，就只有反复在PID算法上 ...

现在控制可以实现，但是这样的话非常费电机，而且电流比较大，有没有更好的方法能够解决这个问题

mandylion2008 · 发表于 2015-11-11 13:51:21

本帖最后由 mandylion2008 于 2015-11-11 13:54 编辑

caizhihe11 发表于 2015-11-11 13:48
超声波电机成本太高，主要是电机需要控制正反位置，位置可变，频响大概15hz,幅值10度左右 ...

音圈电机不是超声波电机！

搞技术的基本都可以玩两下PID控制，但这只是皮毛，还没有深入到真正的核心，可这个时候很多人就说不是有了效果吗？还有什么xx 控制，神经控制，只是没有时间再调了，其实真正的难度才刚刚显现。

你的负载多大，如果够好玩的好，我说不定可以试试！
能讲一下工作过程吗？你的表述很难猜，也失去了你问的意义。

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 13:53:37

mandylion2008 发表于 2015-11-11 13:51
音圈电机不是超声波电机！

你的负载多大，如果够好玩的好，我说不定可以试试！

负载大概3nm左右，就是通过计算得到位置，然后控制位置啊，只不过位置是在频繁换向，因为算法里算出来基本是个正弦波

jzkn · 发表于 2015-11-11 14:04:49

caizhihe11 发表于 2015-11-11 13:49
现在控制可以实现，但是这样的话非常费电机，而且电流比较大，有没有更好的方法能够解决这个问题 ...

我觉的只有从硬件方案上下手，软件再优化也无法解决反向电机起停这个硬伤。只要有起停，必然耗电。这跟汽车一样的道理，反复起步和刹车非常废油。

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 14:06:56

jzkn 发表于 2015-11-11 14:04
我觉的只有从硬件方案上下手，软件再优化也无法解决反向电机起停这个硬伤。只要有起停，必然耗电。这跟汽 ...

所以现在就是非常耗电，最主要的是反复启停浪费响应时间

mandylion2008 · 发表于 2015-11-11 14:08:08

本帖最后由 mandylion2008 于 2015-11-11 14:09 编辑

你这个东西很有商业价值吗？没法搞懂到底在做什么，都在猜。
就算有价值，一个想法没什么怕人家知道的，因为要做好还是相当不易的。

没法帮你想了。

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 14:18:16

mandylion2008 发表于 2015-11-11 14:08
你这个东西很有商业价值吗？没法搞懂到底在做什么，都在猜。
就算有价值，一个想法没什么怕人家知道的，因 ...

流程很简单，就是控位置，但是因为位置比较小，所以不好控制，

NJ8888 · 发表于 2015-11-11 14:29:36

功率都不说,你买个舵机,好多功率级

mandylion2008 · 发表于 2015-11-11 14:29:44

caizhihe11 发表于 2015-11-11 14:18
流程很简单，就是控位置，但是因为位置比较小，所以不好控制，

我刚做了个大力舵机，用磁编码器的，0.04度分辨率，正反转都挺快的，不怎么耗电啊。
你是说你的位置指令是正弦信号，10度摆动，15hz频率，你要做跟随控制？

要不给你个视频，你看看？

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 14:33:53

mandylion2008 发表于 2015-11-11 14:29
我刚做了个大力舵机，用磁编码器的，0.04度分辨率，正反转都挺快的，不怎么耗电啊。
你是说你的位置指令 ...

有没有试过正弦信号10度15hz时的电流信号，这样判断舵机的动态特性呢

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 14:36:32

caizhihe11 发表于 2015-11-11 14:33
有没有试过正弦信号10度15hz时的电流信号，这样判断舵机的动态特性呢

控制信号，写错了

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 14:37:44

baikenor 发表于 2015-11-11 10:04
让机械的计算下加速度啥的吧或者整体惯量看看机械上选型有没有错误

根据减速比和电机的转速力矩计算的还是应该没有问题的，原来的驱动可以满足要求，从重新选得驱动电流上不去，达不到原来的指标了、

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 14:38:43

NJ8888 发表于 2015-11-11 14:29
功率都不说,你买个舵机,好多功率级

我选择控制方法跟功率有什么关系

mandylion2008 · 发表于 2015-11-11 14:58:51

caizhihe11 发表于 2015-11-11 14:33
有没有试过正弦信号10度15hz时的电流信号，这样判断舵机的动态特性呢

可以试试，我得先用个DAC做个15hz的正弦波，摆动幅度在10度。不过这个没有负载啊，我这个出力超大的，但是它的主轴最大转速是30RPM，转速慢了点

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 15:00:35

霸气侧漏发表于 2015-11-11 07:17
我的是步进电机，哈哈，现在有点噪音，纠结

噪音可能跟你控制波形的频率有关

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 15:02:02

mandylion2008 发表于 2015-11-11 14:58
可以试试，我得先用个DAC做个15hz的正弦波，摆动幅度在10度。不过这个没有负载啊，我这个出力超大的，但 ...

力量大加上负载影响不大，对电流有影响，但不影响动态特性

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 15:05:48

mandylion2008 发表于 2015-11-11 14:58
可以试试，我得先用个DAC做个15hz的正弦波，摆动幅度在10度。不过这个没有负载啊，我这个出力超大的，但 ...

那估计你的到不了这个频率，我的输出转速要高一些，在电机反复起停旋转时，电机电流会变很大，超出带宽后幅值迅速衰减，你可以试一下大概能到多快，可以软件编写个程序，不需要硬件给吧？

baikenor · 发表于 2015-11-11 16:41:29

caizhihe11 发表于 2015-11-11 14:37
根据减速比和电机的转速力矩计算的还是应该没有问题的，原来的驱动可以满足要求，从重新选得驱动电流上不 ...

那就是驱动问题了只能更换驱动了

baikenor · 发表于 2015-11-11 16:47:12

或者算出加减速度曲线让电机去走类似于电子凸轮的方式可行吗？

caizhihe11 · 发表于 2015-11-11 20:42:34

baikenor 发表于 2015-11-11 16:47
或者算出加减速度曲线让电机去走类似于电子凸轮的方式可行吗？

电子凸轮的尺寸大概多大

baikenor · 发表于 2015-11-12 16:47:37

caizhihe11 发表于 2015-11-11 20:42
电子凸轮的尺寸大概多大

那不是实际的凸轮其实就是用控制器生成类似凸轮的轨迹详细解释搜索下网上一堆

mandylion2008 · 发表于 2015-11-12 19:00:56

本帖最后由 mandylion2008 于 2015-11-12 19:02 编辑

我有点明白你的问题了。

你是不是用H桥做有刷直流电机的正反转驱动？带有减速齿？
电机的运行方式是不是在小角度内周期性来回反复运动？是不是只在转向交替的时候电流会突然变大？

你可以先回答，再告诉你解决方法。

Nexus · 发表于 2015-11-12 19:07:42

你要说PID控制器，那我给你推荐个：ADRC控制器，替代PID，效果很牛逼

mandylion2008 · 发表于 2015-11-12 20:53:20

Nexus 发表于 2015-11-12 19:07
你要说PID控制器，那我给你推荐个：ADRC控制器，替代PID，效果很牛逼

请问你自己搞定了吗？还是看论文说不错，毕竟论文的东西……

Nexus · 发表于 2015-11-12 21:49:19

mandylion2008 发表于 2015-11-12 20:53
请问你自己搞定了吗？还是看论文说不错，毕竟论文的东西……

没有。你可以看下。未来电机驱动的发展方向。目前刚刚证明好稳定性。

mandylion2008 · 发表于 2015-11-12 22:24:56

Nexus 发表于 2015-11-12 21:49
没有。你可以看下。未来电机驱动的发展方向。目前刚刚证明好稳定性。

可以了解一下。
发展方向？哈哈

Nexus · 发表于 2015-11-15 14:19:39

mandylion2008 发表于 2015-11-12 22:24
可以了解一下。
发展方向？哈哈

就是用来解决：PID的超调和响应速度之间的矛盾。我个人觉得还是不错的。给你贴一个文档：
http://wenku.baidu.com/link?url= ... VGj2qH6WSds0vUmEbWm

希望有所收获。这个算法应该能够实现转速平稳过渡，无超调；

3DA502 · 发表于 2015-11-15 15:43:53

电子凸轮--这是软件，大概1k行的尺寸

mandylion2008 · 发表于 2015-11-15 17:11:07

Nexus 发表于 2015-11-15 14:19
就是用来解决：PID的超调和响应速度之间的矛盾。我个人觉得还是不错的。给你贴一个文档：
http://wenku.b ...

谢谢，能搞个完整版的下载吗？
看起来是个好东西，不知道实现起来怎么样？

现在的一些人动不动就是传递函数，状态空间，系统建模之类的，还得意洋洋的感觉，都不知道为什么要这样做，对于四轴还要建立仿真模型，有点觉得不可思议！

Nexus · 发表于 2015-11-16 18:22:20

mandylion2008 发表于 2015-11-15 17:11
谢谢，能搞个完整版的下载吗？
看起来是个好东西，不知道实现起来怎么样？

我看有部分论文里面有用到。我个人觉得，除非你非常在乎控制的平滑性，否则PID完全能够满足一般控制系统的要求。
PID相比于ADRC而言就一个缺点：“超调”与“响应速度”之间的矛盾没有办法解决。
ADRC里面涉及到的非线性函数都比较复杂。我个人觉得不好搞。
还有，如果对整个系统比较了解的话，模糊控制还是可以得。

mandylion2008 · 发表于 2015-11-16 18:40:08

本帖最后由 mandylion2008 于 2015-11-16 18:52 编辑

Nexus 发表于 2015-11-16 18:22
我看有部分论文里面有用到。我个人觉得，除非你非常在乎控制的平滑性，否则PID完全能够满足一般控制系统 ...

我也觉得ADRC还是搞得挺复杂，没有像他所声称的算法简单，易于实现。
如果真的很简单，就不要搞那么多看得眼睛疼的公式在里面了，难道有什么意思还不能用简单直白的语言讲出关键的思想吗？！
通过他们的说明，证明了我在读书时的一个观点，就是现代控制理论没什么鸟用，还是老老实实把经典PID搞好，受用终身，我真的把这个时间节省下来了（反倒是到图书馆看了很多有用的书），太幸运了。

在多数应用中，其实用PID就有很好的效果了，PID也不是他们所说的那么糟糕，连他们自己都在论文中说PID的应用达到90%以上，我等普通工程师基本都能做的都应该在这个区间之内吧！

那些动不动就是建模的家伙们该清醒了！甚至还有人动不动就鸟希望求助的坛友能写传递函数吗？你NB你可以写，但你要最终把问题搞定！

有个清华的博士也是做个开关磁阻电机的转速闭环控制，一上来就是传递函数，极点配置，MATLAB,但搞了快两年还没有搞定！很简单，转速在300RPM到25000RPM间精准定速，低速大负载要一转不差（负载会从开始的近乎空载直到接近电机最大出力），低速下突加、突减负载基本感觉不到什么超调，对于变化很大的负载不用调参数，可以更换不同电机，也不用调参数。

我觉得他能不能不要那么的专业，那么的装逼，先摸一摸带有油迹的电机，放下身段问一下客户使用的场合，自己仔细用心揣摩一下不可以吗？在客户面前装逼就是个SB。

建议大家看看下面这篇文章对所谓的”现代控制理论“的评论吧，就是ADRC的作者写的喔！

MotionControl · 发表于 2015-11-16 19:04:04

tang0571 发表于 2015-5-9 12:31
换伺服啊，哈哈，反应快～～

伺服反应比步进电机要慢很多

zywh · 发表于 2015-11-18 11:58:53

步进电机不知道咋样。理论上，步进电机随意反向对电机无任何影响。就是反应速度慢了点。

caizhihe11 · 发表于 2015-12-2 20:38:28

zywh 发表于 2015-11-18 11:58
步进电机不知道咋样。理论上，步进电机随意反向对电机无任何影响。就是反应速度慢了点。 ...

反应慢，一般不用

caizhihe11 · 发表于 2015-12-2 20:39:31

mandylion2008 发表于 2015-11-16 18:40
我也觉得ADRC还是搞得挺复杂，没有像他所声称的算法简单，易于实现。
如果真的很简单，就不要搞那么多看 ...

找个合适的算法，叫bang-bang 控制，PID的一种变形，可以看看

caizhihe11 · 发表于 2015-12-2 20:41:12

mandylion2008 发表于 2015-11-15 17:11
谢谢，能搞个完整版的下载吗？
看起来是个好东西，不知道实现起来怎么样？

如果能建立模型，当然更好啦，但是有些不是很好建模

caizhihe11 · 发表于 2015-12-2 20:43:54

最近找到了比较合适的算法，叫bang-bang控制，比较适合类似的应用，如果有需要类似的功能的可以参考这个算法

武洋洋 · 发表于 2016-1-15 12:21:00

此是好帖！

苹果520 · 发表于 2016-2-1 23:33:59

有这么多大侠参与是好帖！！！

电机频繁起停换向，哪种算法更适合

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

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