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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Quadrokopter mit FOC, macht das Sinn ?


Autor: Kleine Brötchen Bäcker (Gast)
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Hi, ich bin gerade an einem Quadrokopter Projekt und jetzt sagt mir 
jemand ich sollte das mit FOC machen.

Macht das überhaupt Sinn ? Und welche Vorteile könnte das haben ?

Bäcker

Autor: jubatus (Gast)
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Zitat aus der Wikipedia:
>FOC: Flight Operation Center, ein für die Lufthansa errichteter >Gebäudekomplex 
in München, der alle für den Flugbetrieb notwendigen >Funktionen beherbergt.

Hmm, kann man machen, aber ist vielleicht ein wenig oversized...

Autor: Lehrmann Michael (ubimbo)
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Sorry wenn ich so blöde frage - aber was ist ein FOC?

Mir fällt unter FOC nur ein:
1) Glasfaserkabel
2) so klappbare Hüllen bei den guten alten LPs

beides ergibt in meinen Augen keinen Sinn.

aber ja ich kenne noch Gyros/Beschleunigungssensoren die mit Glasfaser 
und Interferenz arbeiten (sowas setzt man in realen Flugzeugen ein) - 
ist aber teuer ... (30.000€++) von daher hinnfällig ...

Autor: Palmer (Gast)
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Hi,

ich glaube, FOC steht für "Field Oriented Control". Zumindest macht das 
für einen Quadrokopter mit AC-Motoren Sinn.
Mehr kann ich leider auch nicht sagen, da ich mich mit dem Thema zu 
wenig beschäftigt habe.

Viel Glück noch!

Autor: Kleine Brötchen Bäcker (Gast)
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Sorry an alle !

Mit FOC meinte ich tatsächlich "Field Oriented Control". Es sollen BLDC 
Motoren, also bürstenlose DC Motoren eingesetzt werden, z.B. die von 
Esky oder ähnliches. Die Regelung soll sensorlos, aber eben mit FOC 
passieren.

Bäcker

Autor: Kleine Brötchen Bäcker (Gast)
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Ach ja, ein ander Begriff dafür ist Vektorsteuerung.

Autor: Gust (Gast)
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Ob FOC Sinn macht häng u.a. vom verwendeten µC ab !!! Du brauchst 
nämlich ordentlich Rechenleistung. Einem AVR könnte da schnell die Puste 
ausgehen.
Für FOC wäre z.B. dsPic, Cortex M3, Ti Picollo DSP etc. besser geeignet.

Bei AVR solltest du eher ein Back EMF Verfahren nutzen.

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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Feldorientierte Regelung mit Pulsweitenmodulation macht nach meiner 
Einschätzung bei so kleinen Motoren nur Sinn, wenn man die Rotorposition 
genau genug kennt, also einen Encoder drauf hat.

Wesentliche Vorteile gegenüber einer Back EMF Steuerung mit 
Blockkommutierung ergeben sich ohnehin nur im niedrigen Drehzahlbereich. 
Bei hohen Drehzahlen wird man (um das benötigte Drehmoment zu erreichen) 
keine Pulsweitenmodulation verwenden können und da sind dann beide 
Verfahren (sensorless Back EMF und sensor FOC) vom Verhalten her nahezu 
identisch.

Echte Vorteile bringt eine Feldorientierte Regelung im Bereich des 
Stillstands (bzw. beim Anlaufen) und da besonders bei 
Asynchronmaschinen. Das ist hier aber nicht der Fall.

Grüße,

Peter

Autor: stephan_ (Gast)
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Autor: Michael Leusink (hasimaus)
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Hallo,

@Peter Diener
Ist es nicht so, dass gerade diese FOC Regelung die genaue Position über 
die Rückmeldung des Motors z.B. BEMF oder Phasenstrom auch sensorlos 
kennt, oder vertu ich mich gerade ?
Welchen Wert hasst Du mit "bei hohen Drehzahlen" im Sinn ?

@kleine brötchen Bäcker
Hast Du denn überhaupt genügend Rechenpower für die Berechnung, so wie 
"Gust" schon richtig sagt ?

@stephan_
Welche Intension hattest Du mit dem Hinweis auf Thomas Pfeifers Projekt 
?

Fragen über Fragen ;-)

Gruß

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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>Ist es nicht so, dass gerade diese FOC Regelung die genaue Position über
>die Rückmeldung des Motors z.B. BEMF oder Phasenstrom auch sensorlos
>kennt, oder vertu ich mich gerade ?

Die Position ist eine Eingangsgröße einer Feldorientierten Regelung.
Die Feldorientierte Regelung ist ein System, das aus folgenden gegebenen 
Größen die Motorstromsollwerte errechnet:
- Rotorwinkel
- Rotordrehzahl (kann über den Rotorwinkel berechnet werden)
- Drehmomentsollwert oder Rotorwinkelsollwert
- Motorkenndaten

Wie auch immer, der Rotorwinkel wird benötigt.
Man kann ihn per Encoder messen oder irgendwie anders schätzen.
Das ist aber eigentlich nicht mehr Teil der eigentlichen 
Feldorientierten Regelung.

Die Feldorientierte Regelung unterscheidet sich von anderen Verfahren 
dadurch, dass der dreiphasige Motorstrom durch zwei Komonenten 
beschrieben wird:
- Strom, der den Anker magnetisiert und kein Drehmoment erzeugt 
(Magnetisierungsstrom)
- Strom, der den Anker nicht magnetisiert und Drehmoment erzeugt 
(Momentenstrom)

Ziel ist es bei einer Synchronmschine den Magnetisierungsstrom auf Null 
zu regeln, da eine Synchronmaschine durch die Erregung bereits 
aufmagnetisiert ist.
Der Momentenstrom wird so geregelt, dass das gewünschte Drehmoment 
erreicht wird.

Damit hat man die geringstmögliche effektive Strombelastung bezogen auf 
das erreichte Drehmoment.

>Welchen Wert hasst Du mit "bei hohen Drehzahlen" im Sinn ?

Etwa ein Viertel der Nenndrehzahl bei so kleinen Motoren.

Grüße,

Peter

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