Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning Regelstrecke bei repulsiver Levitation


von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Hallo.

Ich versuche grade, eine Schwebevorrichtung zu beschreiben.
Der Aufbau ist als Draufsicht im Anhang zu finden und ist folgender: 
einige Permanentmagnete im Kreis angeordnet, um den Schwebemagneten 
anzuheben, dazu vier Elektromagneten, um ihn stabil in Position zu 
halten und vier Hallsensoren, mit denen die Position erfasst wird. 
Nichts neues also.
In vertikaler Richtung ist die Lage des Schwebemagneten ja stabil, auch 
gegen Rotation um Achsen, die in der xy-Ebene liegen, ist der Magnet 
stabil. Es muss also nur die Position in x- und y-Richtung geregelt 
werden. Das funktioniert auch prima mit einem PD-Regler und 
Ausprobieren.
Nun möchte ich das aber nachvollziehen. Die Regelstrecke lässt sich nur 
schwer experimentell untersuchen, weshalb ich versuche, ein Modell 
aufzustellen:
Da der Magnet nur an einer Stelle schweben soll, nehme ich die 
Regelstrecke an dem Punkt als linear an. Die Regelstrecke für jeweils x 
und y besteht ja aus zwei verketteten I-Gliedern, denn das Stellglied, 
also ein Spulenpaar, bewirkt ja mit seinem B-Feld eine Beschleunigung 
des Schwebemagneten, welche zur Geschwindigkeit integriert wird, welche 
wiederum zum Weg integriert wird. Soweit richtig?
Der Eingang des Stellgliedes ist PWM, der Ausgang die durch das B-Feld 
verursachte Kraft, welche auf den Eingang der Regelstrecke als 
Beschleunigende Kraft einwirkt. Ist folgende herleitung 
Übertragungsfunktion für die Kombination aus Stellglied und Regelstrecke 
korrekt?

Ü-Funktion des Stellgiedes (PT1)
K/(T*s+1)

Ü-Funktion der Regelstrecke (Zwei verkettete I)
(1/(T*s))*(1/(T*s))=1/(T^2*s^2)

Ü-Funktion von Stellglied und Regelstrecke
K/(sT^3+Ts^3+T^2+s^2)

Jetzt ist es so, dass ich im Rahmen dieses Projekts - es hadelt sich um 
ein Evaluationsprojekt - mit zusätzlichen Sensoren zusätzlich eine 
innere Größe der Regelstrecke, nämlich die Geschwindigkeit des 
Schwebemagneten in x- und y-Richtung abgreife. Details seien hier egal, 
ich probiere noch an verscheidenen Varianten.

Die Ü-Funktion von Stellglied und Regelstrecke ändert sich dadurch ja 
folgendermaßen:
K/(sT^2+Ts^2+T+s)

und ist somit eine Ordnung kleiner. Bringt mir das was? Immerhin lasse 
ich damit ja auch einen Teil der Strecke unbeachtet. Kann man das so 
einfach machen?
Mit dieser inneren Größe allein kann ich ja die Absolute Position des 
Schwebemagneten nicht bzw. nur mit starker Drift bestimmen. Wenn ich 
diese Größe also nutzen möchte, dann ja in Kombination mit dem Signal 
der Hallsensoren. Jetzt ist die Frage, wie ich diese Daten am besten 
fusioniere. Kalman-Filter? Oder kann man sowas wie einen PID-Regler 
machen, bei dem man dem I-Teil nur das Signal aus den Hallsensoren 
zuführt? Braucht man in so einem Fall überhaupt einen D-Anteil?

Ich muss sagen, dass ich nicht wirklich tief drin stecke in der 
Regelungstechnik, entschuldigt also, das das hier alles etwas wackelig 
ist.

: Bearbeitet durch User
von Signal-Siggi (Gast)


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Md M. schrieb:
> Die Ü-Funktion von Stellglied und Regelstrecke ändert sich dadurch ja
> folgendermaßen:
> K/(sT^2+Ts^2+T+s)
>
> und ist somit eine Ordnung kleiner. Bringt mir das was? Immerhin lasse
> ich damit ja auch einen Teil der Strecke unbeachtet. Kann man das so
> einfach machen?

Das kann man so pauschal wohl nicht beantworten. Bei stabilen System ist 
es ja normal, das System ganz dreist zu einem System 2. der sogar 1. 
Ordnung zu vereinfachen.

Bei instabilen System gibts da sicherlich schon eher Probleme.

Ich verstehe nicht, warum du nicht ein paar (oder wenigstens eine) 
Sprungantwort einfach mal aufzeichnest und hier veröffentlichst. Daran 
sollte man erkennen können, wie eine vereinfachte Übertragungsfunktion 
ungefähr aussehen könnte.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Signal-Siggi schrieb:
> Md M. schrieb:
>> Die Ü-Funktion von Stellglied und Regelstrecke ändert sich dadurch ja
>> folgendermaßen:
>> K/(sT^2+Ts^2+T+s)
>>
>> und ist somit eine Ordnung kleiner. Bringt mir das was? Immerhin lasse
>> ich damit ja auch einen Teil der Strecke unbeachtet. Kann man das so
>> einfach machen?
>
> Das kann man so pauschal wohl nicht beantworten. Bei stabilen System ist
> es ja normal, das System ganz dreist zu einem System 2. der sogar 1.
> Ordnung zu vereinfachen.

Der Punkt ist ja, dass normalerweise ja die Strecke in einem 
Arbeitspunkt vereinfacht wird. In meinem Fall täte ich das ja aber 
nicht, sondern würde einfach Daten aus der "Mitte" der Regelstrecke 
verwenden.

> Ich verstehe nicht, warum du nicht ein paar (oder wenigstens eine)
> Sprungantwort einfach mal aufzeichnest und hier veröffentlichst. Daran
> sollte man erkennen können, wie eine vereinfachte Übertragungsfunktion
> ungefähr aussehen könnte.

Ich weiß halt nicht, wie ich das machen könnte. Die Regelstrecke ist ja 
instabil. Um eine Sprungantwort zu erhalten, müsste der Magnet schon in 
seiner Position schweben. Das geht halt nicht. Denkbar wär, dass ich den 
Magneten an seiner Soll-Position fixiere und ihn zudem z.B. mit 
Gummibändern aufhänge. Dann könnte ich eine Sprungantwort messen und 
müsste später irgendwie die Gummibänder wieder herausrechnen. Für diese 
müsste ich aber auch erst ein Modell erstellen. Deshalb fand ich den Weg 
einfacher, mir die Strecke einfach zusammenzureimen.

von Martin O. (ossi-2)


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Hast Du einen funktionierenden Aufbau?
Ich habs mal probiert, ich bekomme die Regelkreise aber nicht stabil.
Da würde ich mich über die Erfahrungen anderer freuen!

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Martin O. schrieb:
> Hast Du einen funktionierenden Aufbau?

Ich habe einen funktionierenden Aufbau, ja. Hatten wir ja auch hier 
schonmal Beitrag "Magnetic Levitation"

> Ich habs mal probiert, ich bekomme die Regelkreise aber nicht stabil.
> Da würde ich mich über die Erfahrungen anderer freuen!

Mit praktischen Erfahrung kann ich dienen.

Beschreibe doch deinen Aufbau mal grob oder zeig eine Skizze. Wie 
schnell ist deine Regelschleife? Hat sie Jitter, z.B. durch if-Zweige? 
Magst du Code zeigen? Wie groß ist deine PWM-Frequenz? Was genau kommt 
am ADC an?

Wenn du schon an Regelparametern drehst, gehe ich mal davon aus, dass du 
schon diese "Mulde" fühlen kannst, wenn du den Magnet in die 
Sollposition hältst und er anfängt zu zappeln, wenn du ihn loslässt, 
Korrekt? Die gängigen "Einstellverfahren für den Praktiker" 
funktionieren nicht, weil man nicht mit kleinem P und gar keinem D 
anfangen kann, denn mit zu kleinem P bleibt der Magnet nicht in Position 
und mit keinem D zappelt er. Der D-Parameter ist wohl der kritische 
Teil, denn er ist nicht nur quasi die aktive Dämpfung, sondern leitet ja 
auch sämtliche hochfrequente Störungen wieder in den Kreis, das sorgt 
für Unruhe. Diese Störungen könnten z.B. von den Spulen selbst kommen. 
Wenn du da nicht aufwändig filtern kannst/willst, kann ich dir 
empfehlen, die Spulen kurz vor dem sampling der Werte von den 
Hallsensoren abzuschalten und danach wieder anzuschalten. Außerdem würde 
ich die PWM-Frequenz hoch wählen, sodass das Feld der Spule nicht 
jedesmal komplett zusammenbricht.
Versuch außerdem mal, komplett ohne D anzufangen und P groß zu machen, 
oder mach gleich eine Zweipunktregelung (?) draus, also wenn 
Abweichung<0 volle Power in die eine Richtung, wenn Abweichung>0 volle 
Power in die andere Richtung, wenn Abweichung 0 dann nix. Dazu 
platzierst du massenhaft Aluminium als passive Dämpfung in der Nähe des 
Magneten. Bei mir haben Aluplatten gut funktioniert, die ich einfach im 
Abstand von ein paar Milimetern unter oder über den Magneten plaziert 
habe. Wenn der Magnet klein genug ist, kannst du auch einfach eine Rolle 
Alufolie in die Mitte stellen und den Magnet da rein tun und dann mal 
oben reingucken. Wenn das geht, weißt du auf jeden Fall schonmal, dass 
dein Aufbau grundsätzlich (ohne Alu) funktionieren könnte, wenn du die 
passive Dämpfung durch aktive Dämpfung ersetzen kannst, deine Spulen 
Also schnell genug Kraft-Spitzen erzeugen können. Das wird bei Spulen 
mit großem L vermutlich zunehmend  schwieriger. Vielleicht hilft es, den 
Schwebemagneten träger zu machen, auch in der Drehung, z.B. mit ein paar 
langen Auslegern oder einer Scheibe oder sowas. Da musst du 
rumexperimentieren.

: Bearbeitet durch User
von Martin O. (ossi-2)


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Krankheitsbedingt komme ich an die echte Hardware momentan nicht heran,
ich versuche mal meinen Aufbau und Erfahrungen zu schildern:

Äußerer Magnet= ( FE-R-100-60-20 Ringmagnet Ø 100/60 mm,
Höhe 20 mm Ferrit, Y35, unbeschichtet)

Als Schwebemagnet nehm ich einen Neodym Rundmagneten
20mm Durchmesser, 6mm hoch

Ich kann oberhalb in der Mitte des Rundmagneten gut die Abstossung 
fühlen.

Elektromagnetanordnung wie folgt:
4 Spulen, ca. 25mm äußerer Durchmesser, Höhe ca 40mm, vollbewickelt mit 
0.3mm CuL. Je zwei gegenübereinanderliegende Spulen antiseriell 
geschaltet. Die beiden Spulenpaare werden (via L298) mit einer 10 Bit 
PWM von 20kHz bestromt (20 Volt, max 1A), negativ wie positiv. In der
Miitte zwischen den Spulen habe ich 2 Hallelemente, für jedes Spulenpaar 
eins.

Ein Atmel mit 20MHz arbeitet als Regler. Abtatstrate dürfte ca 1kHz 
sein.

Wenn ich alleine die Elektromagneten nehme, ohne Ringmagnet,und stelle 
den D-Anteil des Reglers auf Null, dann spüre ich bei kleinem P Anteil 
die Regelung, so dass der Schwebemagnet sozusagen in die Nullposition 
"einrastet". Drehe ich den P Anteil zu hoch, wird der Regler instabil. 
Durch zufügen des passenden D Teils kann ich ihn dann wieder 
stabilisieren.

Wenn ich jetzt den Ringmagneten zusätzlich benutze, reicht ein kleiner P 
Anteil nicht, un den Magneten in der Mitte zu halten. (Die radiale 
Ringmagnetkraft scheint gefährlich zu sein). Wenn ich dann P und D 
passend aufdrehe, so dass meine Finger das Gefühl haben, die Position 
wird optimal stabilisiert, dann fängt der Magnet sofort stark an zu 
Zappeln und auszubrechen, wenn ich ihn loslasse. Ich bekomme ihn also 
nicht wirklich zum freien Schweben.

Vieleicht ist euch ja direkt klar, was ich falsch mache....

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Martin O. schrieb:
> Äußerer Magnet= ( FE-R-100-60-20 Ringmagnet Ø 100/60 mm,
> Höhe 20 mm Ferrit, Y35, unbeschichtet)
>
> Als Schwebemagnet nehm ich einen Neodym Rundmagneten
> 20mm Durchmesser, 6mm hoch

Wie hoch schwebt der Magnet dabei?

> Elektromagnetanordnung wie folgt:
> 4 Spulen, ca. 25mm äußerer Durchmesser, Höhe ca 40mm, vollbewickelt mit
> 0.3mm CuL.

Klingt nach vielen Windungen. Möglicherweise zu viele, kann ich aber 
nichts sicheres zu sagen. Ich habe etwa 400 Windungen 0.3mm CuL auf 
einen Wickelkörper mit 6mm Durchmesser und 20mm Länge gewickelt. Sie hat 
dann einen Durchmesser von ebenfalls 25mm.

> Je zwei gegenübereinanderliegende Spulen antiseriell

Geht zumindest grundsätzlich, hab ich auch schon gemacht.

> geschaltet. Die beiden Spulenpaare werden (via L298) mit einer 10 Bit
> PWM von 20kHz bestromt (20 Volt, max 1A), negativ wie positiv. In der
> Miitte zwischen den Spulen habe ich 2 Hallelemente, für jedes Spulenpaar
> eins.

Hm, da hätte ich lieber in jede Richtung zwei benutzt und dann 
voneinander subtrahiert. Denn so werden auch Auslenkungen in 
z-Richtungen als Auslenkungen in x- und y-Richtung interpretiert. Das 
kann nicht gut sein. Welchen Typ benutzt du?

> Ein Atmel mit 20MHz arbeitet als Regler. Abtatstrate dürfte ca 1kHz
> sein.

Mach das mal langsamer. Ich habe Loop-Frequenzen runter bis 80Hz 
benutzt. Du bist zwar nicht unbedingt zu nah, aber doch ziemlich nah an 
der PWM-Frequenz.

> Wenn ich alleine die Elektromagneten nehme, ohne Ringmagnet,und stelle
> den D-Anteil des Reglers auf Null, dann spüre ich bei kleinem P Anteil
> die Regelung, so dass der Schwebemagnet sozusagen in die Nullposition
> "einrastet".

Das verstehe ich nicht. Wenn du die Spulen jeweils antiseriell 
verschaltet hast, können sie auf den Magneten keine auftreibende Kraft 
ausüben.

> Drehe ich den P Anteil zu hoch, wird der Regler instabil.

Wie das? Deinen Magneten hat es doch bis hierher noch gar nicht in der 
Luft gehalten ohne Stützmagneten.

> Durch zufügen des passenden D Teils kann ich ihn dann wieder
> stabilisieren.

Du hast also echt stabiles Schweben nur mit Elektromagneten?

> Wenn ich jetzt den Ringmagneten zusätzlich benutze, reicht ein kleiner P
> Anteil nicht, un den Magneten in der Mitte zu halten. (Die radiale
> Ringmagnetkraft scheint gefährlich zu sein). Wenn ich dann P und D
> passend aufdrehe, so dass meine Finger das Gefühl haben, die Position
> wird optimal stabilisiert, dann fängt der Magnet sofort stark an zu
> Zappeln und auszubrechen, wenn ich ihn loslasse. Ich bekomme ihn also
> nicht wirklich zum freien Schweben.

Mir ist der Ringmagnet suspekt. Hat er seinen Nordpol nach unten oder 
nach oben? Und dein Schwebemagnet? Sie müssen gleich ausgerichtet sein, 
denn ansonsten bekommst du noch ein Freiheitsgrad hinzu, der geregelt 
werden muss, nämlich die Rotation. Das dürfte die Ordnung der 
Regelstrecke ändern. Wenn du die Spulen mal abgeschaltet lässt und 
deinen Schwebemagneten in seine Position hältst, versucht er sich dann 
zu drehen? Sollte er nicht. Vielleicht sind einzelne Stützmagnete etwas 
weiter weg vom Zentrum besser.

: Bearbeitet durch User
von Martin O. (ossi-2)


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Hab mich bei der Situation "Nur Elektromagnete" wohl schlecht
ausgedrückt: In x-y Richtung merke ich den Regelcharakter.
In Z Richtung halte ich den Magneten, ich kann ihn auch an einem Faden 
quasi als Pendel aufhängen. Dann wird die Position stabilisiert. N-Pol 
vom Ringmagnet zeigt in gleiche Richtung wie N-Pol vom Schwebemagnet.
Schwebemagnet würde so in ca. 4cm Höhe schweben wollen.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Aha, alles klar.

> Schwebemagnet würde so in ca. 4cm Höhe schweben wollen.

Abstand von den Hallsensoren oder der Grundplatte? Wenn Hallsensoren, 
dann könnte das zu hoch sein. Ich habe immer ca. 4cm Abstand von der 
Grundplatte und habe außerdem die Spulen weiter außeinander. Zumindest, 
wenn du deine 25mm-Spulen in dem 60mm-Loch des Ringmagneten platzierst. 
Auf dem Bild im Eingangspost habe ich einen Abstand der Zentren zweier 
gegenüberligenden Spulen von 5cm. Außerdem wird dann ja auch die 
Änderung des Feldes am Hallsensor kleiner. Vielleicht liegen auch deine 
Sensoren zu weit im Zentrum. Wie gibst du das Signal überhaupt auf den 
uC? Passt du den Gleichanteil und Verstärkung an den ADC an? Wenn ja, 
wie? Denn dabei holt man sich u.U. massig Rauschen rein. Um den Magneten 
abzusenken, würde ich in deinem Fall mit einer Stahlschraube oder so von 
unten kommen.

: Bearbeitet durch User
von Martin O. (ossi-2)


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Die Sulen ragen aus dem Ringmagneten empor so dass der Schwebemagnet von 
den Spulen und Hall-Elementen einen Abstand von ca 6-8 mm hat, und vom 
Ringmagneten ca. 40mm.

Die Hallelemente erzeugen ein Signal von ca 0v bis ca 5V "ratiometrisch 
zur Versorgungsspannung" und das geht direkt an die ADC Eingänge mit 
Vref=Vcc.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Ich wüsste jetzt nicht, dass du irgendwas prinzipielles falsch machst. 
Ich würde wie gesagt mit einer Rolle Alufolie testen, ob da überhaupt 
was geht, und dann auch mal gucken, was wirklich am ADC ankommt, wenn 
man den Magneten nur Milimeter bewegt. Nutzt ja nix, wenn im 
Normalbetrieb hinten nur die letzte Stelle sich um 1 ändert.

Oder nächste Idee: Sperr den Magneten in ein Röhrchen ein, sodass er in 
einem Bereich bleibt, wo im Normalbetrieb noch Stabilität gegen Versatz 
herrscht, also am besten wenn der Magnet nur wenige mm Platz hat, sich 
zu bewegen. Dann automatisiert in Schritten P ändern und dazwischen 
immer D durch-tunen. Dabei Kurve vom der Regelabweichung aufzeichnen und 
schauen, wo sie sich nahe 0 bewegt.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Hat denn wirklich niemand sonst eine Idee zu meinem Problem? Würde mir 
schon helfen, wenn jemand zumindest Teile meiner Annahmen bestätigen 
oder auch begründet anzweifeln würde.

von Martin O. (ossi-2)


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Frohe Botschaft: Der Magnet schwebt  jetzt.

Ich habe jetzt 4 Hallelemente verschaltet, jeweils paarweise
wird die Differenz als Fehlergröße gebildet. Damit schwebt der Magnet
momentan in ca 8 mm über den Elektromagneten.

Besten Dank für die Anregungen!

von Martin O. (ossi-2)


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Ich hab jetzt mal ein wenig über die Modellierung nachgedacht.
Den Magneten im Feld würd ich durch zweifache Integration
beschreiben, wie Du das auch schon vorgeschlagen hast. Den
Magneten mit PWM würd ich als Konstante beschreiben, um das
Modell so einfach wie möglich zu halten. Dann kommt der Regler
selbst. Wenn Du die Ableitung durch Differenzenbildung der
Position x bestimmst sieht der Regler so aus:
r=K_p*x+K_d*(x(k)-x(k-1))/DeltaT
Du sagst nun, Du kannst die Geschwindigkeit selbst messen,
nenne sie v, dann könnte man Regeln:
r=K_p*x+K_d*v
oder man nimmt einen Teil der Geschwindigkeit aus der Differenz,
und einen Teil aus der direkten Messung:
r=K_p*x+k_d( alpha*(x(k)-x(k-1))/DeltaT+ (1-alpha)*v)
mit alpha im Bereich von 0..1 stellst Du ein, wie stark
die verschiedenen Anteile gewichtet werden.

Ich könnte mir vorstellen dass ein gemessenes v einen besseren
(stabileren, wenige rauschenden) Regler ergibt, weil die 
Differenzbildung
immer eine unangenehme Operation ist.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Danke für deine Überlegungen, klingt interessant. Bin grade knapp, aber 
ganz kurz

> Den
> Magneten mit PWM würd ich als Konstante beschreiben, um das
> Modell so einfach wie möglich zu halten.

Kann man das einfach so? Ist ja immerhin eigentlich ein PT1-Glied. Oder 
kann man die Zeitkonstante vernachlässigen weil sie klein ist? Deine 
Ausführungen schaue ich mir heute Nachmittag nochmal genauer an, hatte 
noch keinen Kaffee.

von Martin O. (ossi-2)


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Dieses Patent ist ganz interessant:
US020070170798A1
Es enthält einige (Differential-) Gleichungen zur
Modellierung und eine Reihe von Anordnungen.

Dies Patent ist auch interessant:
WO002010150207A1

von Martin O. (ossi-2)


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Bei einigen dieser "Repulsive levitation" Systeme sieht man,
dass die Hallsensoren waagerecht auf den Spulen angebracht sind.
Das klappt bei mir gar nicht, weil der starke Magnet, der die
Schwebekraft erzeugt, mit seinem senkrechten Magnetfeld die Hallsensoren
sofort in die Sättigung bringt. Mit senkrecht angeordneten Hallelementen
am Rand der Elektromagnete klappt mein System.

Irgendwelche Kommentare/Hinweise warum bei anderen waagerechte 
Hallelemente
funktionieren?

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Hi, erstmal danke für deine Denkanstöße zur Modellierung, das klingt 
interessant.

Wegen der Patente: Wo genau kann man die einsehen? Ich finde sie nicht.

Die Ausrichtung des Hallsensors um (diese) eine der Achsen dürfte doch 
eigentlich egal sein. Wichtig ist doch nicht, dass die Feldlinien 
senkrecht zur Oberfläche des Sensors sind, sondern senkrecht zum 
Stromfluss im Sensor. Oder verstehe ich nicht, was du meinst? Hab wie 
gesagt die Bilder nicht gesehen. Hast du eigentlich deinen Aufbau mal 
simuliert? Da du einen Ringmagneten hast, kannst du z.B. in FEMM den 
Stützmagneten und den Schwebemagneten zusammen um die Mittelachse 
ziemlich genau simulieren nehme ich an. Könnte vielleicht 
aufschlussreich sein.

von Martin O. (ossi-2)


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Patente findet man gut mit der "Einsteigerrecherche" von depatisnet.de

Ich hab Ring- + Schwebemagnet mal in FEMM simuliert, hilft aber nicht
viel, weil man nur die senkrechte Schwebekraft ermitteln kann, nicht 
aber die Kräfte wenn der Magnet nicht in der Mittelposition ist.

: Bearbeitet durch User
von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Ok. Ich dachte vielleicht lässt sich in der Simulation im B-Feld eine 
optimale Position für die Hallsensoren ausmachen bzw. sieht man, wo sie 
in jedem Fall ungünstig sind. Denn das habe ich auch noch vor mir. Ich 
muss ja in meinem Projekt (ist fürs Studium) auch herleiten, warum ich 
die Sensoren da platziert habe, wo sie sind.

Das Patent mit den Gleichungen ist wirklich spannend, das zieh ich mir 
jetzt erstmal rein.

: Bearbeitet durch User
von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Jo, ich vermute, dass man den Sensor beliebig um diese Achse
   ___
   |   |
---|---|----
   |___|
    |||

drehen kann. Entscheident ist der Abstand, nicht die Ausrichtung. Wenn 
man von den Stützmagneten weg muss, platziert man sie mehr Richtung 
Mitte, dann kann man sie natürlich hinstellen, wenn das platzmäßig 
abesser geht. Wenn man die Sensoren aber weiter nach außen haben will, 
muss man sie zwangsläufig auf die Spulen packen, und da legt man sie 
natürlich hin. Hab ich auch so gemacht, sie mein Bild im Eingangspost.

von Martin O. (ossi-2)


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Ich benutze ss495a Sensoren. Stell Dir bei deiner ASCII-Skizze ein
Magnetfeld vor, das senkrecht aus der Zeichenebene heraustritt.
Dann hängt das Signal des Hall Sensors vom Winkel (bei Drehung um
deine Achse) ab, weil der Nord-Süd Vektor des ss495a mehr oder
weniger senkrecht oder parallel ist.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Martin O. schrieb:
> Ich benutze ss495a Sensoren.

Jo, ich auch.

> Stell Dir bei deiner ASCII-Skizze ein
> Magnetfeld vor, das senkrecht aus der Zeichenebene heraustritt.
> Dann hängt das Signal des Hall Sensors vom Winkel (bei Drehung um
> deine Achse) ab, weil der Nord-Süd Vektor des ss495a mehr oder
> weniger senkrecht oder parallel ist.

Es hängt mMn ja eben nicht vom Winkel zwischen Feldlinien und 
Nord-Süd-Vektor ab, sondern vom Winkel zwischen Feldlinien und 
Stromfluss, und der ist eben die Achse, die ich in der Skizze gezeigt 
habe. Und um diese Achse kann man natürlich drehen, ohne dass sich der 
Winkel zum Stromfluss ändert. Ich werde das aber bei Gelegenheit nochmal 
überprüfen, schwören, dass es so ist würde ich nämlich auch nicht, aber 
ich gehe irgendwie schwer davon aus. Denn dass der Sensore in den 
Skizzen wie z.B. hier https://de.wikipedia.org/wiki/Hall-Sensor als 
Platte dargestellt wird, kann keine prinzipielle Bedeutung haben, es 
könnte genausogut ein runder Leiter sein. Denn selbst wenn man diese 
Platte um besagte "Strom-Achse" dreht, ändert sich der Winkel zum 
Stromfluss nicht, egal welchen Winkel die Feldlinen in Nord-Süd-Richtung 
zur Stirnseite des Bauteils haben.

: Bearbeitet durch User
von Martin O. (ossi-2)


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"sondern vom Winkel zwischen Feldlinien und Stromfluss,"
Glaub ich nicht.
Das Hall-Element-Plättchen definiert zwei Vektoren:
a) Vektor des Stromflsses X
b) Vektor der Spannungs (E-feld) messung Y
Gemessen wird das B-Feld in (X x Y) Richtung (Vektorprodukt),
(X x Y) hat die Richtung des Flächenvektors des Plättchens.

Wenn Du um X drehst, ändert sich der Winkel wischen B  und Y.

: Bearbeitet durch User
von Martin O. (ossi-2)


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Jetzt funktioniert mein Setup auch mit flachliegenden Hallsensoren.
Fehler war in der Software.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Und ich kapiere jetzt, warum du natürlich Recht hast mit dem Hallsensor.

von Martin O. (ossi-2)


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So sieht mein Aufbau aus.....

von Martin O. (ossi-2)


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Eine gewisse Einsicht in das Verhalten des geschlossenen Regelkreises 
kann man erhalten, indem man im Programm den Sollwert ab und zu 
sprungartig ändert. Dann sieht man die Reaktion des Schwebenden Teils 
und kann an den Magnetsensoren die Messgröße ablesen.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Hab deinen letzten Post völlig übersehen. Ja, mit sowas habe ich 
zwischendurch auch schon rumprobiert. Hatte in dem Projekt eine Pause 
eingelegt, muss mich da Tage mal wieder dran machen. Letzte große 
Neuerung war bei mit in der Tat eine bequeme GUI, um genau sowas machen 
zu können, auch mit Programmierbaren Abläufen.

: Bearbeitet durch User
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