Um den gesamten Geschwindikeitsbereich abzudecken habe ich nun 3 Betreibs-Regime identifiziert:
1. Sehr Langsam: 2-ter Motor im Gegensinn; |PWM|=80
2. Mittlere Geschwindigkeit: 2-ter Motor mit PWM=0
3. Hohe Geschwindigkeit: PWM 2-ter Motor = PWM 1-ter Motor
Für eine Linearisierung habe ich die Speedcurves mit kubischen Polynomen gefittet. Folgendes Bild zeigt die PWM-Werte in Abhängigkeit von der Sollgeschwindigkeit:(Das Witzige, was einen unbedarften Beobachter irritiert: obwohl in Regime 1 beide Motoren laufen, kommt der Schlitten nur gering voran, in Regime 2 läuft nur Einer und er bewegt sich schneller. Regime 1 sind gewissermaßen "isometrische Übungen" für die beiden Motoren ![:lol:]( "Lachend")
)
Hier nun Messungen von der "Anlage":(PS: steigende Kurve : Vorlauf, fallende Kurve: Rücklauf (PWM(i)-> -PWM(i) für i=0,1) )
Die Speedcurves sind annähernd linear. Bei hohen Geschwindigkeiten erkennt man Abweichungen von der Linearität. Kann sein, dass das von leichten mechanischen Veränderungen kommt, die ich zwischen Aufnahme der Kennlinien und der nachfolgenden Messung vorgenommen habe. Die Speedcurves dort gehen ganz schön ab. Daher wirken sich kleine Änderungen in der Bealstung stärker aus.
Als nächstes könnte ich versuchen, die Geschwindigkeiten über einen PID-Regler weiter zu stabilisieren, wobei das möglicherweise für die Positionsregelung nicht wichtig ist.
Idee hinter dem Ganzen: Durch die nun möglichen langsamen Geschwindigkeiten müssten bei synchronem Verfahren kleinere Winkel erzielbar sein und damit auch die Regelschwingungen geringer ausfallen. Zweiter Punkt: je näher der Aktuator am Zielpunkt ist, desto geringer die Regelabweichung und desto geringer die Geschwindigkeit. Unterhalb eines bestimmten PWM-Wertes (vom Positionsregler berechneter Stellwert) bewegt sich der Motor dann nicht mehr. Damit sich dann doch noch was tut, muss ich den P-Wert vom Positionsregler hochsetzen, so dass die Regelung zum Überschießen neigt. (Im Grenzfall bekommt man eine 2-Punkt-Regelung - also +/-MAX PWM ) Mit der Möglichkeit, langsam zu fahren, könnte sich das Problem verringern. So zumindest meine Hoffnung.
EDIT: Was hier noch nicht berücksichtigt ist, und evtl. einen Strich durch die Rechnung für die Positionsregelung machen könnte: das dynamische Verhalten.![:(]( "Traurig")
Die Messungen sind über 2s. Geschwindigkeitsmessungen zeigen erwartungsgemäß Verzögerung durch Hochlauf und Nachlauf (0.1-0.2s) .
Innerhalb dieser Zeiten findet aber die Positionsregelung statt. Ich nehme mal an, dass es für lange Strecken hinhauen könnte, aber für Kurze mit "oddities" zu rechnen ist. Es könnte auf eine geschachtelte Regelschleife hinauslaufen: Die Äußere berechnet eine Soll-Geschwindigkeit in abhängigkeit vom Zielabstand. Die Innere regelt die Geschwindigkeiten auf die in der äußeren Schleife ermittelten Soll-Geschwindigkeiten.
1. Sehr Langsam: 2-ter Motor im Gegensinn; |PWM|=80
2. Mittlere Geschwindigkeit: 2-ter Motor mit PWM=0
3. Hohe Geschwindigkeit: PWM 2-ter Motor = PWM 1-ter Motor
Für eine Linearisierung habe ich die Speedcurves mit kubischen Polynomen gefittet. Folgendes Bild zeigt die PWM-Werte in Abhängigkeit von der Sollgeschwindigkeit:
)Hier nun Messungen von der "Anlage":
Die Speedcurves sind annähernd linear. Bei hohen Geschwindigkeiten erkennt man Abweichungen von der Linearität. Kann sein, dass das von leichten mechanischen Veränderungen kommt, die ich zwischen Aufnahme der Kennlinien und der nachfolgenden Messung vorgenommen habe. Die Speedcurves dort gehen ganz schön ab. Daher wirken sich kleine Änderungen in der Bealstung stärker aus.
Als nächstes könnte ich versuchen, die Geschwindigkeiten über einen PID-Regler weiter zu stabilisieren, wobei das möglicherweise für die Positionsregelung nicht wichtig ist.
Idee hinter dem Ganzen: Durch die nun möglichen langsamen Geschwindigkeiten müssten bei synchronem Verfahren kleinere Winkel erzielbar sein und damit auch die Regelschwingungen geringer ausfallen. Zweiter Punkt: je näher der Aktuator am Zielpunkt ist, desto geringer die Regelabweichung und desto geringer die Geschwindigkeit. Unterhalb eines bestimmten PWM-Wertes (vom Positionsregler berechneter Stellwert) bewegt sich der Motor dann nicht mehr. Damit sich dann doch noch was tut, muss ich den P-Wert vom Positionsregler hochsetzen, so dass die Regelung zum Überschießen neigt. (Im Grenzfall bekommt man eine 2-Punkt-Regelung - also +/-MAX PWM ) Mit der Möglichkeit, langsam zu fahren, könnte sich das Problem verringern. So zumindest meine Hoffnung.
EDIT: Was hier noch nicht berücksichtigt ist, und evtl. einen Strich durch die Rechnung für die Positionsregelung machen könnte: das dynamische Verhalten.
Die Messungen sind über 2s. Geschwindigkeitsmessungen zeigen erwartungsgemäß Verzögerung durch Hochlauf und Nachlauf (0.1-0.2s) .
Innerhalb dieser Zeiten findet aber die Positionsregelung statt. Ich nehme mal an, dass es für lange Strecken hinhauen könnte, aber für Kurze mit "oddities" zu rechnen ist. Es könnte auf eine geschachtelte Regelschleife hinauslaufen: Die Äußere berechnet eine Soll-Geschwindigkeit in abhängigkeit vom Zielabstand. Die Innere regelt die Geschwindigkeiten auf die in der äußeren Schleife ermittelten Soll-Geschwindigkeiten.
Statistik: Verfasst von atzensepp — 02 Jan 2025, 12:28