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標題: DD馬達事宜，求助 [打印本頁]
作者: huangyu123    時間: 2016-3-7 15:56
標題: DD馬達事宜，求助
DD馬達事宜求助：- C! S+ p9 i+ q/ D! o: ]! @
          目前做一款圓柱坐標系機械手（DD馬達在最下方）遇到DD馬達問題；問題如下：DD馬達整定時間太長（700ms-2500ms），速度跟隨和位置跟隨不理想，電流波動太大，調節PID參數對以上現象沒有太大改觀（PS：若增加增益則DD馬達發出異響，如減少增益剛性太差），始終無法調到理想狀態。現把以下設計參數提供給各位，麻煩各位大神指點一下。
. r5 A" W8 V, K/ H            負載情況：A：空載時，負載質量450kg， 最大負載50kg。
3 m$ u0 j) l: V; \' I                              B：空載時，負載慣量70kg*m2) _4 F% x# r# V( X
           雅科貝思DD馬達參數：型號ADR360-P-70
" A8 M5 u; k& B5 N" p2 {                               A:持續力矩：171N*m& J* R! W' b0 v+ t+ W9 k" }
                               B：峰值力矩：513N*m% h! z( A. F9 h8 W3 T* l
                               C：額定電流：10A
& k0 d3 Q6 V4 @) Y, l% A' f                               D：峰值電流：30A
5 p+ r# q+ X/ Y. R                               E：動子慣量：0.12kg*m2& C+ i/ ~1 o  {
                               未盡事宜可以參看雅科貝思參數( H8 f! w# Y) h+ S3 V
          旋轉要求如下： A.n=15rpm，6s轉一圈。
' n# P+ K( O; \                                    B.精度要求一弧分
) a3 [  \4 }! i, d  PS：在查閱科爾摩根與雅科貝思以及橫河相關資料中，都明確的說明DD馬達不需要慣量匹配，因為動子和負載連接在一起的，負載與動子是公共慣量，另電機慣量匹配主要解決的問題是在傳動中存在背隙，在反轉的情況下，可能出現負載與電機瞬間解耦的問題，造成控制不穩定，因此不需要慣量匹配！當然我對慣量匹配的理解并沒有那么深，但是總感覺還是有小馬拉大車的問題，麻煩各位大神看看問題！
作者: 螺旋線    時間: 2016-3-7 16:42
那樓主選這個電機的依據是什么？
* _8 ]: o' @" X8 g' q- y" y* [5 g! c
作者: huangyu123    時間: 2016-3-7 17:37
螺旋線 發表于 2016-3-7 16:42 . E& G; F5 P! I5 c* ?( U
那樓主選這個電機的依據是什么？
9 z9 E- |7 y0 _; P# r
第一：設備需要1弧分的精度；/ W; u) Q. H0 W9 Y) _4 L) U
第二：電機的力矩需要匹配，使用扭矩的80%；3 E8 C0 f7 z, h( @( y
第三：考慮過外國的轉臺（PS：價格太貴，十多萬，交期太長，不利于量產）# Q$ x3 M0 u0 h/ x8 \* V9 n
第四：其實轉臺需要承受2500N*m的傾覆力矩，很少轉臺能夠滿足；
. m; M) J1 P7 Q第五：考慮過諧波或者RV減速機，（PS:在設備設計上面整機的尺寸會過高！）/ h2 o7 z  K% T+ x
綜合以上因素：考慮最后使用DD馬達！以前沒有這樣使用過DD馬達，DD馬達一般都只是使用在貼合頭上，做旋轉軸使用，力矩較小的情況！
9 j8 \( z4 I% s( X+ P" }" ?4 N8 a2 [! d5 Q
補充內容 (2016-3-8 11:47):5 [% O4 T4 H4 ?' e: [. ?
慣量只有在機械手縮回到最里面的位置時才會旋轉，其余位置不會旋轉，因為這樣慣量的變化會呈現幾何數的增長！本機械手的慣量變化，只存在空載與負載50kg時的慣量變化。
4 u9 T  P) O, _& ~1 T. F7 e9 m
& c& a; d" B7 j7 m補充內容 (2016-3-8 11:50):/ o. J4 i) v# Y% N+ W, ~: Z: L: N* ?
現在關鍵的問題是，機械手在空載情況下都存在過沖與整定時間過長的問題！對了，還要補充一點DD馬達我們只買了動子與定子，自己設計組裝的！會不會在這里出現裝配等其他問題呢？
作者: 喂我袋鹽    時間: 2016-3-7 20:42
huangyu123 發表于 2016-3-7 17:37 7 {9 p9 s+ d" l. e& O
第一：設備需要1弧分的精度；, O  }7 c4 H2 @  }
第二：電機的力矩需要匹配，使用扭矩的80%；
! j( S2 B# d7 {+ p' j第三：考慮過外國的轉臺（PS ...
9 P+ d  T) A6 F) w
答復挺詳細！
, O) }3 X  |. l, y; b4 p$ W& F
作者: 小熊嘆    時間: 2016-3-7 23:26
我不懂，但宿舍的電氣工程玩過這玩意，他說慣量匹配是對的，他說估計是電機選小了
作者: long_wzq    時間: 2016-3-8 10:29
為什么不需要轉動慣量匹配，求教？
作者: long_wzq    時間: 2016-3-8 11:15
本帖最后由 long_wzq 于 2016-3-8 11:16 編輯 2 B6 B9 C) h% }: g: l( ?
long_wzq 發表于 2016-3-8 10:29
+ O# ?, q& S0 U& t$ e; G" B為什么不需要轉動慣量匹配，求教？

( p4 z2 `" I, L. e" ?$ n謝謝螺旋大俠指教！F=M*a 是不變的，慣量即M2 k, p, D0 |1 A: U1 D6 A, W7 p" |
作者: huangyu123    時間: 2016-3-8 11:43
huangyu123 發表于 2016-3-7 17:37
% @5 F" I( t, ^第一：設備需要1弧分的精度；
3 m3 T2 a* p8 T& d第二：電機的力矩需要匹配，使用扭矩的80%；
  y! h* C) a: |8 |4 K第三：考慮過外國的轉臺（PS ...
% K2 r! C$ v, l  W
關于DD馬達計算：
0 j- J+ S" V: `5 [) @; Q) Q. q( s  速度-時間圖像為梯形圖像：加速度時間為t1=1s，勻速時間為t2=4s，減速度時間為t3=1s。
) }, y7 E1 `& K7 ?$ X% _, H3 p/ X; v- z加速時扭矩：T=J*w，w=2*3.14*n/（60*t1）；% i. u6 d9 E8 K& A/ p. T
                    故T=70*（2*3.14*15）/(60*1)=110N*m. K( z' [) r$ n# m! k0 x, E
因為此時沒有算摩擦系數，再次基礎上乘以系數1.2 故T=110*1.2=131N*m
9 {" v4 u" G# r* R3 I( u& R
1 K/ e0 B& ], \2 R# i% [4 G- C沒有嚴格的按照峰值扭矩與額定扭矩計算。但是這個數據在對DD馬達額定扭矩中占的比例是77%!  如果能夠比較準確的計算出摩擦的話，力矩應該通過算術平方根以后，應該會更小一點！9 a3 F" F( a- j4 s: }2 X
作者: huangyu123    時間: 2016-3-8 11:53
long_wzq 發表于 2016-3-8 10:29
9 p% e5 \# f% z6 z. w- }為什么不需要轉動慣量匹配，求教？

4 {7 {5 ^9 P7 V我一直都對這個問題保持疑問狀態，因為不是很懂！以前計算伺服的時候一般都會做到5-10倍的負載慣量比！如果真的按照科爾摩根和雅科貝思的說法的話，那我不是可以使用一個很小的DD馬達，只要能克服摩擦，通過無限的延長時間來拖動一個很大的負載，我覺得這好像是有問題的！因為這樣不是會造成系統的控制不穩定么？對控制不太懂，只是這樣想過這個問題！
作者: 臺灣上銀    時間: 2016-3-8 13:17
樓主在哪個地方？我可以讓我們技術去和你一起探討一下。我們做臺灣上銀的DD馬達
作者: long_wzq    時間: 2016-3-8 13:20
關于轉動慣量的計算方法和理解，我上傳一份資料，希望能幫得到樓主。
作者: fd580231    時間: 2016-3-8 15:31
沒用過DD馬達，查了一下橫河的選型說明，對轉動慣量還是有要求的
/ ?, \+ O/ h- A: K+ T/ t' t4 `D:\DD馬達選型
作者: 北晨易    時間: 2016-3-8 18:00
不懂，幫頂，順便學習
作者: huangyu123    時間: 2016-3-8 19:42
fd580231 發表于 2016-3-8 15:31 & t* J& \+ }+ _$ ?" }. j
沒用過DD馬達，查了一下橫河的選型說明，對轉動慣量還是有要求的

" H/ M/ Z6 ^2 R5 \  G* A3 q4 s, O橫河，科爾摩根，日機電裝，雅科貝思，我都問過他們技術支持，只有橫河的說需要，其余都說不需要！關鍵是可能不太懂，所以被忽悠了！
作者: 螺旋線    時間: 2016-3-9 08:57
可是，你忘了你這是位置控制，假如做速度控制，問題就不大，無非是加減速時間長點而已。9 x; ~4 H+ H. I: L  l/ p& l
超低的“推重比”導致響應太慢，只能犧牲性能。極限頻響和允許扭力波動成正比，和整體慣量成反比，還要受進給當量的影響。這還沒考慮驅動器的控制性能的因數。
, T. [7 d- U8 u不知道你的上位軟件能不能測頻響，看下帶寬究竟有多少，假如有諧振點，那先濾掉，這樣速度增益可以往上調。
# u% X, R( j; B* i" _/ c最好讓廠家的技術支持來調驅動，估計連電流環都要動（通常是不需要動電流環的）。; f2 K& \# v% n; J2 v
至于懷疑機械安裝的問題，可以工作在速度模式，看下扭矩波動的狀況。
作者: huangyu123    時間: 2016-3-9 12:43
螺旋線 發表于 2016-3-9 08:57
) w/ m( n8 i" R' ~% ?可是，你忘了你這是位置控制，假如做速度控制，問題就不大，無非是加減速時間長點而已。- k: O. U" `7 E0 p+ G& _; v  H% G
超低的“推重比” ...

. f2 b+ U. ]" V1 i0 S謝謝螺旋大俠的指點！
作者: 丹楓911    時間: 2016-3-9 17:24
huangyu123 發表于 2016-3-9 12:43 - K( q5 t! j& e* P; e4 C
謝謝螺旋大俠的指點！
2 A2 A+ G' j! N7 q, {
DD馬達自己組裝要求還是很高的，有可能是組裝的問題，如果排除組裝的問題就是電機轉動慣量太小了，可以加個諧波減速器，DD馬達加諧波加速器，整體高度影響不大，我以前做機器人就這么用。
作者: huangyu123    時間: 2016-3-9 19:19
丹楓911 發表于 2016-3-9 17:24 ( D9 D6 Y  G+ s+ g; G6 a
DD馬達自己組裝要求還是很高的，有可能是組裝的問題，如果排除組裝的問題就是電機轉動慣量太小了，可以加 ...
, z- }+ o: G; n2 `
為什么用DD馬達加諧波減速機呢？何不用伺服電機加諧波減速機就可以解決了？？？我很好奇！
作者: long_wzq    時間: 2016-3-10 08:48
漲知識
作者: 丹楓911    時間: 2016-3-10 10:35
huangyu123 發表于 2016-3-9 19:19 & x5 m& `- z; n0 v
為什么用DD馬達加諧波減速機呢？何不用伺服電機加諧波減速機就可以解決了？？？我很好奇！
- @" ]( y& l; h+ i# g
同樣扭力的伺服電機要比DD馬達高度高很多，而且我們都是用的安川的，他們直接組裝好發給我們的
作者: we2016hang    時間: 2016-3-10 14:46
慣量匹配是要考慮的
作者: 打鐵的    時間: 2016-3-10 16:34
本帖最后由 打鐵的 于 2016-3-10 16:36 編輯
; Z, ^1 h) j, ^6 l! Z) C( ], A4 s. d
如果用計算出來的扭矩按1:1去選電機，你的系統帶寬就會收窄，根本沒有富余。
, C# e' A0 c% {1 x0 H, h你不知道什么地方會出現突變加速度，某個地方有可能有彈性或者某個地方有背隙，一旦產生脈沖震蕩，如果某個瞬間，負載的震蕩跟電機加速重合，電機承受的扭矩會比你計算的大很多，所以就根本停不住，你在DD馬達上面裝的是機械手，機械手其實跟一根懸臂梁一樣，是有彈性的，停得急了，它是在顫振的，機械手越長振動越厲害。
3 `8 z8 y, Z7 ]  u8 S所以計算出來的扭矩只是一個參考，要盡量往大的選，系統帶寬能把所有可能的狀況包含進去，機器保證沒有問題。這個其實中外都沒有很好的算法，老外的設備會盡量往大的選，甚至慣性比100：1。反觀國內的非標設備，基本就是按1:1，所以有時候出了問題也搞不清問題在哪里。8 V& ?$ K4 M0 G3 u
作者: freeding    時間: 2016-3-11 14:12
過來漲知識來了
作者: 起房的水泥匠    時間: 2016-3-14 11:48
huangyu123 發表于 2016-3-8 19:42
+ Q3 j+ B6 E! k" s橫河，科爾摩根，日機電裝，雅科貝思，我都問過他們技術支持，只有橫河的說需要，其余都說不需要！關鍵是 ...

: ^0 F8 w( c# W+ @4 q我們日機電裝可沒有說過不用慣量匹配的話，不知道你問的是哪里的技術支持。我們理論上可以匹配1000倍的轉動慣量，但實際我們一般不會匹配超過800倍的，太大了不好調試。你這種情況肯定是馬達選型出錯了，選DD馬達不要光看那些，最好選高剛性，高承載、高響應的系列，你選標準型的DD馬達做這個肯定有問題啊。) p% k; E2 w% d! H9 Q% o& t
作者: 起房的水泥匠    時間: 2016-3-14 11:57
還有提高剛性有異響，如果是高頻的可以通過陷波來解決，然后在繼續提高剛性，可以設置慣量前饋比來提高速度和位置的跟隨性，說白了就是力小，動作滯后于你的指令。
作者: 起房的水泥匠    時間: 2016-3-14 12:53
起房的水泥匠 發表于 2016-3-14 11:57
3 [# _% V1 e9 J! y4 i* D, g% }  A) }還有提高剛性有異響，如果是高頻的可以通過陷波來解決，然后在繼續提高剛性，可以設置慣量前饋比來提高速度 ...

& Z* ?+ j8 a; l; O5 t/ |. Z# B) M& d8 l6 S紅色部分是定位的時候使用的力矩，不知道超過他的峰值力矩沒有。
  _4 [6 o1 G" t( w$ R! F3 N
作者: 起房的水泥匠    時間: 2016-3-14 12:54
我好像還沒有回復的權限。
作者: 起房的水泥匠    時間: 2016-3-14 14:51
起房的水泥匠 發表于 2016-3-14 12:53
# u0 v- a( D. \1 r$ h5 y紅色部分是定位的時候使用的力矩，不知道超過他的峰值力矩沒有。
; D+ U* B9 n( G
目前來看的話應該改是還沒有使用到他的峰值力矩，把電機的加減速時間減小，讓力矩上去就能縮短定位時間了。因為如果達到峰值力矩了那力矩的曲線應該是類似Z字型的，但它的現在是先加力然后有一段時間的恒力輸出，然后在減力。這明顯沒有達到峰值扭矩。" ~; Z/ T5 R6 p
作者: 泰萊何工    時間: 2017-1-5 14:27
樓主可以加我QQ3001155872聊聊
作者: sdpmhua    時間: 2017-9-24 12:01
下載不下來
作者: 窩哥達    時間: 2017-10-26 14:37
學習了
作者: 會飛的fliing    時間: 2017-10-29 14:51
學習下
作者: z1122567    時間: 2017-10-30 23:18
DD馬達的造價貴啊，現在很多中空旋轉平臺也能滿足要求。
作者: 橫川機器人DD馬    時間: 2018-8-10 15:11
跟隨不好，整定時間長可以降低微積分增益，提高積分增益。增加剛性有異響可以降低負載慣量比，和放大扭矩濾波1，從波形圖來看放大扭矩濾波1可把波形撫平
作者: jayrui19852535    時間: 2019-2-28 11:40
學習下
作者: 北京歐陸傳動    時間: 2019-6-24 18:03
圍觀學習一下。希望樓主趕緊搞定吧
作者: sankyowuhan    時間: 2020-11-30 15:34
三共RollerDrive零背隙轉臺應該可以滿足您的要求，機械結構來保證精度，整定時間優于DD馬達，散熱性也比DD馬達好。
% C! z/ h. X1 G% `+ C如有任何疑問，請聯系我。- ]- l3 T1 {! [1 A6 F9 w




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