Re: [心得] PLC 过往工作及最近面试

楼主: wisdom   2017-10-09 14:07:11
: 推 syatoyan: 诚心发问 为什么电子齿轮比害人不浅? 10/09 05:46
: → syatoyan: 靠调整电子齿轮比 可以借由较高的回授脉波数 得到更精准 10/09 05:47
: → syatoyan: 的误差 不是可以做更精准的误差修正吗? 10/09 05:48
: → syatoyan: 还是说 那样得到的误差值其实是假的 实际误差还是以 10/09 05:49
: → syatoyan: 编码器的规格为基准? 10/09 05:50
: → syatoyan: 可是使用者却认为有电子齿轮比 所以我只要以最低阶的 10/09 05:51
: → syatoyan: 所以造成 只要使用最低阶的编码器 + 电子齿轮比设定 10/09 05:54
: → syatoyan: 也可以做到误差0.1mm的精准控制 这种错觉? 10/09 05:54
: → syatoyan: 弱弱的推测是不是这样的现象 所以电子齿轮比不好? 10/09 05:55
你的观念有误,这是我说电子齿轮比害人不浅的原因之一
电子齿轮比的存在原因
是因为编码器分辨率越来越高,使用者需求的马达转速增加
但脉波发送/接收模组的反应速度跟不上造成的
我们举个例子,为求容易理解 & 计算方便,我用非真实数据来解释
假设编码器分辨率是 360 inc/rev,意即马达每转一度,编码器可以输出一个讯号
(这里我不用"脉波",是因为很多人又会被编码器脉波跟控制脉波搞混)
换句话说,编码器的分辨率是 1度,那么这个伺服系统能达到的理论控制精度也就是1度
理论控制精度有两个函义
1. 你能控制马达往前/后转1度。
2. 定位精度极限理论上是 +- 1度
接下来,我们要把脉波控制跟编码器"脉波"混在一起讲了
理论上,以pulse chain作为控制命令,一个控制脉波 = 一个编码器脉波
也就是说,驱动器接收到一个脉波,会控制马达转一个编码器单位
以这里的例子,就是转1度。
请注意,在这里的例子里,你是无法控制马达转0.5度或任何小于1度的角度
假设你希望马达每秒转10圈(10rps = 600rpm)
意即你要控制脉波输出10 x 360 = 3600 Hz
再假设,你使用的脉波输出模组,最高的输出频率只有2k Hz(先别管哪来这么烂的模组)
换句话说,在这套系统里,你无法得到你要的目标转速
于是聪明的制造商,就引入了电子齿轮比这个参数
电子齿轮比让控制脉波 = 编码器脉波 x 电子齿轮比
换句话说,如果电子齿轮比设成 2
一个控制脉波,驱动器会让马达转 2度
这样的话,只要1800Hz的脉波频率,就能让马达达到600rpm的转速
不改变任何硬件条件的前提下,立刻解决这个问题。
请留意,这才是电子齿轮比最初设计出来的初衷,
只是为了解决脉波产生/接收模组的反应速度不够快的问题而已。
而使用电子齿轮比会造成一个根本问题,就是你的控制精度直接下降
以上面的例子,你最小只能控制马达一次转2度,控制精度会下降
意即你只能控制马达走0、2、4..... 这些角度,命令无法给1、3、5.....这些度数
(当然定位精度不会改变,一样是 +- 1度。)
所以现在所有电子齿轮比的延伸应用
包含用来将减速比、螺杆导程计算后导入电子齿轮比
让PLC的控制单位 = 机构单位,这种作法看似让应用变得方便了
实际上并不是正确的使用。
而业界不仅是大教特教这种用法,还出书教你怎么算
几乎工控人都把这套方法当成圣经不容挑战了....
当然很多人会说,编码器分辨率这么高,换算到螺杆精度后,
一个编码器分辨率可能是1nm,我只需要1um的控制就好,
何必管设定电子齿轮比后造成的控制精度下降? 不影响使用啊
这我同意,这也是电子齿轮比在应用上,这么多年来也没有人有意见的原因。
不过我说的害人不浅,不完全是应用上不合理,其实稍微不那么低阶的驱动器
都可以让你设定减速比跟螺杆导程,驱动器内部会自动帮你换算
但因为根深蒂固长久以来的使用习惯,太多人已经宁愿就他原本那套电子齿轮比
算好丢一个参数进去就好,也不愿意去使用正确的参数设定。此其一
再者是,控制脉波跟编码器回授脉波,本质上两者是没有关系的
只是在控制上,一开始为求最大控制精度
自然会让控制脉波跟回授脉波 = 1:1
电子齿轮比的引入,造成为数不少的工控人对这两者产生误解
错误观念一久,就很难改了。
很多人真的以为,控制命令(脉波),跟编码器回授(脉波),两者一定要有一个比例关系
当使用到比较进阶的系统时,反而一直纠结在控制命令的问题上
结论
1. 电子齿轮比的使用会导致控制精度下降
2. 没搞懂电子齿轮比的使用者一大票
3. 搞懂但被电子齿轮比这个观念限制住的使用者又是一大票
作者: syatoyan (Syatoyan)   2017-10-09 18:26:00
原来如此,如果用EntherCAT来应用,似乎就都不存在这些问题,不过如果还是需要pulse command,那么高速运转的精准度下降似乎是无法避免的结论。
作者: ej04ej04 (ej04)   2017-10-09 20:56:00
由内文来看,似乎是使用电子齿轮比之前尚未了解其定义所产生之问题,感谢解释
作者: annzheng (Annzheng我不是女生)   2017-10-10 22:39:00
谢谢您
作者: yuleen123 (.......................)   2017-10-10 23:35:00
欧系的伺服就比较会把这些观念分清楚控制命令分辨率, 编码器分辨率, 机械齿轮比, 螺杆导程都是有独立的参数可以设定
作者: juijuijuijui (瑞瑞)   2017-10-11 08:18:00
有学有推,大部分应用的确没那么讲就,做了5年也都用autotune马达,只有几次特别应用(追随和同步)找原厂调参数
作者: Kayusumi (Left)   2017-10-12 12:40:00
还有安川的MECHATRALINK阿
作者: s3f4e9g6aa7 (香肠男孩)   2017-10-12 18:51:00
长知识
作者: s1000 (s1000)   2017-10-15 12:27:00
推推
作者: AJE (小杰)   2017-10-15 15:15:00
多谢分享
作者: b2481 (RayGetRUA-RUA)   2017-10-15 21:24:00
长知识了! 以前一直以为是为了减速比或螺杆导程而设计的原来是控制器太慢造成的请问原PO,通讯型的伺服若还有电子齿轮比的功能,不就很怪吗?
楼主: wisdom   2017-10-16 00:02:00
所以纯通讯型的伺服就不会有这个参数了。
作者: duser ( )   2017-10-16 10:05:00
请问原po 这些资讯是在哪里看到的我看了伺服的说明书,并没有写为何要有电子齿轮这功能
作者: Kayusumi (Left)   2017-10-16 17:08:00
作者: yuleen123 (.......................)   2017-10-16 19:56:00
伺服的说明书只会跟你说参数要如何用很少会说到参数是如何来的, 这要靠经验或学识自己体会
作者: duser ( )   2017-10-16 21:06:00
如果是什么波德图什么增益还可以从以前学校的理论找到答案电子齿轮学校就没教了
作者: Kayusumi (Left)   2017-10-17 10:08:00
学校的确没教, 刚开始就是接触通讯型的, 都把这当作物理意义的转换而已XD

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