Wie so oft als Neuling in diesem Forum habe ich eine Frage.
Ich bin auf der Suche nach einer Möglichkeit das Drehmoment eines DC Getriebemotors zu steuern und dadurch die Zugkraft in einer Schnur zu regeln. Der DC Motor funktioniert wie eine Winde, jedoch ist der zu ziehende Angriffspunkt mehr oder weniger fix befestigt. Die Zugkraft im Seil wird mit einer Kraftmessdose gemessen und ausgewertet. Zu einem spÀteren Zeitpunkt soll der Angriffspnkt sich langsam 0.02m/s bewegen und die Kraft soll konstant bleiben.
Aktuell haben wir einen Prototypen, welche die Zugkraft misst und ĂŒber einen PID-Regler wird die PWM fĂŒr die Ansteuerung der Motoren angepasst. Dies entspricht jedoch nicht der gewĂŒnschten Regelung, da wir das Drehmoment beziehungsweise die StromstĂ€rke regeln möchten.
Ich bin noch auf folgende Links gestossen:
Ist es möglich fĂŒr diese Anwendung einen Stromkreis mit steuerbare StromstĂ€rke zu generieren und eignet sich dies fĂŒr einen Motor.
Gibt es fĂŒr diese Anwendung bestenfalls ein Bauteil.
Hier noch die Daten zu den aktuell verwendeten Bauteilen:
Das Problem besteht darin, dass der Motor sich beim Erhöhen und Senken der PWM schlagartig bewegt (siehe Anhang). Der Graph im Anhang zeigt die gemessenen Daten der Kraftmessdose. Die Stellgrösse betrÀgt 10 [-].
Die PWM verĂ€ndert sich schlagartig, weil der Motor schlagartig das Drehmoment erhöht oder senkt. Ich habe nochmals ein Bild angefĂŒgt, welches das Problem besser vermittelt. Die schlagartigen VerĂ€nderungen sind deutlich zu sehen.
kann es sein, dass der innere Aufbau des Motors fĂŒr den Zweck ungeeignet ist? Der Motor hat wahrscheinlich drei Spulen auf dem Anker. Je nach dem wie der Motor steht und die Spulen durch den Kummator bestromt werden, kann dadurch die Kraft stark variieren. Vielleicht kommt ihr genau zu den Kipppunkten. Diese Motoren sind ja gedacht mit einer gewissen Drehzahl zu laufen, so dass die MassentrĂ€gheit die UngleichmĂ€Ăigkeiten ausgleicht.
Theseus:
Vielleicht kommt ihr genau zu den Kipppunkten.
Durchaus möglich.
Sollte das nicht die PID ausregeln?
Nimm mal einen primitiven Spielzeugmotor, wo man beim hÀndischen Drehen deutlich die Magnete merkt. Lege eine Spannung an, dass er so gerade loslÀuft. Stoppst du ihn jetzt mit der Hand und drehst du ihn langsam mit der Hand, merkst du sehr deutlich diese Kippmomente. In einem Punkt wirkt er total kraftlos einen Hauch weitergedreht ist plötzlich volle Kraft da. Das geht sehr digital. Das sind die Schaltpunkte des Kommutators. Das kann man durch PID nicht ausregeln.
Der Motor steht ja fast. Ein wenig Bewegungsspielraum hat er durch ElastizitĂ€t des Aufbaus und das Getriebe. Im Bereich der langen Steigungen der blauen Kurve sieht man, dass sich die Kraft des Motors nachvollziehbar mit PWM Ă€ndert. Dann kommt der Umschaltpunkt, wo die Kraft einen plötzlichen Sprung macht, PWM wird stark reduziert, Kraft reduziert sich langsam, die mechanische FlexibilitĂ€t des Aufbaus sorgt dafĂŒr, das der Motor wieder vor den Umschaltpunkt springt, der Motor lĂ€sst urplötzlich nach. Die Reglung zieht an, die Kraft des Motors springt wieder nach oben usw...
PWM steigt kontinuierlich an (das dĂŒrte der I-Anteil sein), aber die Kraft (gelb) Ă€ndert sich nicht.
Dann springt die Kraft plötzlich nach oben, warum ist völlig unklar, der Regler reduziert die PWM langsam, ohne dass sich die Kraft Àndert.
Der Drehmoment sollte normalerweise proportional zum Strom, also proportional zur PWM sein. Da der Motor hier aber weit ausserhalb seines Nennbereiches betrieben wird, wird das so nicht mehr stimmen.
aber zumindest muss eine direkte AbhÀngigkeit vorhanden sein.
Interessant wÀre hier wirklich noch der Weg, um zu sehen, ob die "Sprungpunkte" mit der Ankerzahl zusammenpasst.
Es ist schwierig hier eine Aussage zu treffen, auĂer dass sich das System extrem nichtlinear verhĂ€lt.
