Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Präzise Geschwindigkeit eines DC Motors mit Encoder auch beim Anfahren


von Simon S. (simon_st)


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Hallo Leute,

ich bin Student und arbeite nebenbei an einem Institut an einer 
Universität.
Meine Aufgabe ist der Aufbau eines Teststandes, bei dem das Verhalten 
von Reifen auf unterschiedlichem Terrain getestet werden soll.
Hierzu soll die Geschwindigkeit exakt mit einer GUI vorgegeben werden 
und auch ohne langes Einregeln mit dieser gefahren werden. Gesteuert 
werden soll der Teststand über einen Raspberry Pi 3.

Mein Vorgänger an dem Teststand hatte einen DC-Motor "E192-2S.12.625" 
mit integriertem Encoder bestellt. Soweit ich das aber verstanden habe, 
muss ich eine eigene komplizierte Regelung für diesen Entwerfen, damit 
ich auch bei unterschiedlichen Lasten am Ende die definierte 
Geschwindigkeit erhalte. Meiner Meinung nach ist dabei aber der 
Anlaufvorgang des Motors nicht vorhersehbar und die Regelung auf die 
Wunschgeschwindigkeit vermutlich zu lang.

Würdet ihr für diese Anwendung einen Schrittmotor verwenden, bei dem es 
einfacher ist die Geschwindigkeit durch das Programm vorzugeben?
Oder mache ich mir zu viele Sorgen bezüglich der Regelung des Antriebs? 
Gibt es für so welche Anwendungen vielleicht sogar fertige Treiber?

Viele Grüße
simon_st

von Nachdenklich (Gast)


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von MaWin (Gast)


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Simon S. schrieb:
> Würdet ihr für diese Anwendung einen Schrittmotor verwenden

Niemals.

Theoretisch dreht ein Gleichstrommotor mit einer Drehzahl abhängig von 
der angelegten Spannung. In der Praxis muss man die Belastung abziehen 
(interner Spannungsabfall durch Strom für nötiges Drehmoment).
Hast du die Elektromaschinenvorlesung geschwänzt ?

Klar muss man regeln, der Encoder ist ja dran. Allerdings werden solche 
Simulationen immer unzureichend sein. Wenn ich überlege, über welche 
Schotterpisten ich gestern gefahren bin, da rollen die Steine unter den 
Rädern weg, und bergauf und bergab geht es auch noch.

von Simon S. (simon_st)


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Die Vorlesung habe ich definitiv nicht geschwänzt, das Verhalten der 
Motoren bei unterschiedlichen Lasten ist mir durchaus bekannt.

Jedoch wurden bei uns nur die Drehmomente, Geschwindigkeiten etc. in 
Abhängigkeit der Last berechnet, jedoch nicht die Anwendungsgebiete und 
Programmierung/Regelung an sich.

Könntest du mir erklären, was gegen einen Schrittmotor spricht? Ich habe 
vergessen zu erwähnen, dass die Geschwindigkeit sehr gering sein wird (< 
1 m/s). Daher sollte man doch mit einem Schrittmotor ordentlich 
Drehmoment aufbringen und gleichzeitig die Position/Geschwindigkeit 
unkompliziert vorgeben können.

Bei der Regelung von dem DC-Motor müsste ich ja dann die Spannung 
abhängig von der Zählzeit der Impulse des Encoders anpassen. Das würde 
mehr Rechenleistung benötigen und entsprechend müsste die Spannung noch 
mit einem ADC umgewandelt werden. Demnach sollte die Lösung mit dem 
Schrittmotor die unkomplizierteste sein.

von Zwangsbastler500 (Gast)


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Hallo Somon S

Wenn ich richtig gegurgelt habe, handelt es sich um einen Motor von
MicroMotors mit 40 mm Durchmesser und einem Drehmoment von Max 300 Ncm.
Hier bitte genauere Angaben Machen.
Welche Reifen werden denn da getestet? Modellbau......?
Wenn du eine funktionierende Regelung für DC Motoren suchst ( mit 
Encoder )
würde ich dir zb die UHU von Benezan Electronics empfehlen: 
http://www.benezan-electronics.de/index.html
Hier kannst du fertige DC - Motor Reglungen erwerben.
Wenn es unbedingt etwas " eigenes " sein muss kannst du dir Anregungen 
in Peters CNC-ECKE ( Projekt UHU ) holen. Dort wurde eine komplette 
DC-Motor Regelung mit Incremantalgeber Entwickelt.Diese Regelung wird 
mit Takt - Richtung Signalen betrieben, hat eine einstellbare 
Strombegrenzung .... und und und.
Meiner Meinung nach genau das richtige.

Gruß Zwangsbastler500

von wendelsberg (Gast)


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Simon S. schrieb:
> Geschwindigkeit sehr gering sein wird (< 1 m/s)

Sehr gering ist das aber nicht.

wendelsberg

von Vka (Gast)


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Ich würde hier auf einen BLDC Motor mit Encoder, Servoregler und ggf. 
Getriebe setzen. Der hat Kraft ohne Ende, bis auf die ersten paar Grad 
ein total definiertes Anlaufverhalten (Synchron zum Drehfeld eben) und 
bei der Drehzahl auch ordentlich Reserve. Außerdem läuft er ruhig, was 
mit einem Schrittmotor schon deutlich Aufwand wäre.

von Jan G. (janroboman)


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hey ,
wie wäre es mit so etwas:

https://odriverobotics.com/#odrive

ansteuern wie ein Schrittmotor , als Antrieb aber einen brushless-Motor.

und open source ;.)

Gruss
jan
#

von georg (Gast)


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Simon S. schrieb:
> Meiner Meinung nach ist dabei aber der
> Anlaufvorgang des Motors nicht vorhersehbar

Natürlich ist er das, wenn er von der Regelung geeignet gesteuert wird, 
d.h. mit einer Rampenfunktion. Einfach von Null auf X umschalten ist bei 
einem DC-Motor blöd und bei einem Schrittmotor funktioniert es garnicht, 
der bleibt einfach stehen.

Georg

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