Wie Zusammenhang Spannung und Beschleunigung am besten bestimmen?

[marvin (Gast)]

Hallo,

ich möchte für ein System mit Linearantrieb den Zusammenhang zwischen 
angelegter Motorspannung und Beschleunigung des Systems bestmöglich 
bestimmen und habe dafür einen digitalen Kraftmesser zur Verfügung.

Ich habe mir das so vorgestellt, dass ich verschiedene Stufen betrachte 
und auf jeder dieser Stufen einen linearen Zusammenhang zwischen 
Spannung und Beschleunigung annehme. Es ist ja zu erwarten, dass aus dem 
Stand heraus eine größere Spannung nötig ist. Ich möchte für 
verschiedene Fahr-Geschwindigkeiten verschiedene Zustandsmodelle 
aufstellen, die sich nur um den Faktor zwischen Spannung und 
Beschleunigung unterscheiden (für Positionsregelung).

Ich hätte nun den Kraftverlauf über die Spannung aufgezeichnet und über 
die Masse die Beschleunigung berechnet. Sollte ich dabei das Verhalten 
eher für Spannungssprünge aufzeichnen oder eher eine Rampe nehmen?

Andere Vorschläge?

[Franko P. (sgssn)]

Hallo
wenn du dich für die Beschleunigung interessierst, wieso verwendest du 
dann keinen Beschleunigungssensor? Und welche Kraft misst du da, mit dem 
Kraftsensor?

Gruß
Gerhard

[marvin (Gast)]

das wird dann die Kraft zwischen der Schlittenplatte und einem 
feststehenden Objekt auf einem starren Granitblock

[Elektrolurch (Gast)]

>> einen linearen Zusammenhang zwischen Spannung und Beschleunigung annehme.
Was ist das für ein ominöser Motor?
Bei einem DC-Motor mit Anker ist die Beschleunigung etwa proportional 
zum STROM...
Mit einem Schrittmotor kannst du den Drehwinkel / die Beschleunigung
exakt vorgeben.

[marvin (Gast)]

Es ist ein Linearmotor. Ich will die direkte Beziehung zur Spannung 
herstellen, da ich nur sie stellen kann

[tja (Gast)]

einfach mal so eine Frage: Wieso fragst du hier und versuchst es nicht 
erst einmal selber und sammelst Erfahrung? Wenn du deine ersten 
Messkurven aufgenommen hast, dann bekommst du doch ein Gefühl, ob du mit 
den Daten was anfangen kannst, oder ob du bei deinem Aufbau 
nachjustieren musst. Wenn du dann merkst, dass du nicht weiter kommst, 
kannst ja immer noch hier - mit deinen bisherigen Ergebnissen - nach 
Optimierungen fragen. Aber in deinem Fall kitzelt mein Spieltrieb in den 
Fingern und würde es selber erstmal ausprobieren, bevor ich mir von 
anderen vorschreiben lasse was ich zu tun haben soll. Und überhaupt 
lernen man durch eigenen (Miss-)Erfolg am Besten.

[Nils B. (hbquax)]

Wie du sicher weißt ist die Beschleunigung proportional zur Kraft, und 
die Kraft oder das Drehmoment ist beim E-motor proportional zum Strom. 
Der Strom hängt zwar von der Spnnung, aber auch von der 
Geschwindigkeit/Drehzahl ab.

Bei konstanter Spannung beschleunigt ein  einfacher Elektromotor im 
Stillstand am stärksten und hat dort auch den höchsten Strom.  Bei 
erreichen der Leerlaufdrehzahl wird die Beschleunigung dann zu Null, der 
Motor beschleunigt nicht mehr weiter.

[Wladimir (vril_2023)]

Nils B. schrieb:
>
> Bei konstanter Spannung beschleunigt ein  einfacher Elektromotor im
> Stillstand am stärksten und hat dort auch den höchsten Strom.


Also „im Stillstand“ beträgt die Beschleunigung exakt:
Null Meter pro Quadratsekunde ;-)

[Nils B. (hbquax)]

Wladimir schrieb:
 Also „im Stillstand“ beträgt die Beschleunigung exakt:
> Null Meter pro Quadratsekunde ;-)

Nein, im Stillstand ist die Geschwindigkeit null m/s, die Beschleunigung 
kann irgendeinen Wert haben, und wenn sie ungleich null ist, ändert sich 
halt die Geschwindigkeit. Stillstand muss ja nicht andauern.

Aber weil Kraft/Drehmoment im Stillstand
am größten ist, ist dann auch die Beschleunigung am größten und wird mit 
steigender Geschwindigkeit kleiner.

Oder wolltest du nur trollen?

[J. S. (engineer)]

Nils B. schrieb:
> Aber weil Kraft/Drehmoment im Stillstand
> am größten ist,
nicht unbdingt , denn es wirkt auch die Masse, die das System 
vorantreibt. Je nach Oberwellen der Spannungen kann die Beschleunigung 
auch etwas außerhalb des Punktes maximal sein. Bei einer masselosen 
Feder / Saite ist die Beschleunigung bei der maximalen Elongation, also 
der höchsten Amplitude am Größten.

Mal zurückkommend auf das eigentliche Problem:

Die Zusammenhänge ermittelt man am Besten durch Überlagerung mehrerer 
Berechungen, indem man die Gleichungen für Geschwindigkeit und Position 
mit den Messwerten in Einklang bringt. Durch Differenzierung kann man 
das dann absichern. So lässt sich z.B. auch ein FMD bestimmen und Masse, 
Federkonstante und Dämpfung getrennt herausbringen.