Thảo luận về DC Servo

[nhatson]

mình nghĩ over shot không phải vấn đề lớn ah . khi điều chỉnh mình bắt nó chạy biểu đồ hình vuông +phóng to biểu đồ error nên trông nó kinh thế chứ khi chạy thực tế còn có hàm gia tốc của control nên over shot chỉ có vài xung tương đương vài um trên hệ cơ ah(giả sử encoder 2000p visme 5mm) chỉ có cố gắng giảm sai số khi tăng giảm tốc là khó khăn thôi . nếu so với step mình cứ nghĩ rằng step chính xác nhưng thực ra không có đâu khi bước 1 bước nó cũng vượt ra khổi vị trí cân bằng rồi bị kéo trở về nên mới gây ra rung động đó thôi .
@ gacon bác gacon có nghiên cứu qua giải thuật servo uhu chưa ? mình thấy nó khá tốt mà viết bằng asm nên mới khám phá được 1 ít ah .

Vấn đề lớn vì dùng servo mà gia tốc thấp thì...
và ván đề rung khi motor đứng yên và có tải lại càng khó chịu

step 2 phase nó rung do cộng hưởng , step 2 phase bị trùng phase với dòng điện nện nó bị cộng hưỡng > rung và mất bước ở 2 điểm, 1 là ở tốc độ thấp 50 ~ 150 rpm cái này xử lí bằng microstep sẽ giảm được rung và mất bước, 1 đoạn nữa là tốc độ giữa 500RPM đến 900RPM
1 phần nữa do góc bước ko tuyến tính, nó méo nên true sin nó rung, 1 số drive cao cấp có chức năng 3rd harmoic correction
với kỹ thuật điều khiển mix decay độ rung được giảm thiểu
1 cái nữa step rung do bước lớn, drive sau này có chế độ nhân xung nên chạy chậm like servo

vibaration reduce với step drive đời mới của vexta


và 1 phần hạn chế của servo là khi chạy với controller laọi thấp là chạy tín hiệu step dir, các trục ko đồng bộ dược với controller, PID cũng ko đồng bọ được với việc tạo ra chuyển động từ controller

[cuongmay]

Vấn đề lớn vì dùng servo mà gia tốc thấp thì...
và ván đề rung khi motor đứng yên và có tải lại càng khó chịu

step 2 phase nó rung do cộng hưởng , step 2 phase bị trùng phase với dòng điện nện nó bị cộng hưỡng > rung và mất bước ở 2 điểm, 1 là ở tốc độ thấp 50 ~ 150 rpm cái này xử lí bằng microstep sẽ giảm được rung và mất bước, 1 đoạn nữa là tốc độ giữa 500RPM đến 900RPM
1 phần nữa do góc bước ko tuyến tính, nó méo nên true sin nó rung, 1 số drive cao cấp có chức năng 3rd harmoic correction
với kỹ thuật điều khiển mix decay độ rung được giảm thiểu
1 cái nữa step rung do bước lớn, drive sau này có chế độ nhân xung nên chạy chậm like servo

vibaration reduce với step drive đời mới của vexta


và 1 phần hạn chế của servo là khi chạy với controller laọi thấp là chạy tín hiệu step dir, các trục ko đồng bộ dược với controller, PID cũng ko đồng bọ được với việc tạo ra chuyển động từ controller

rung khi đướng yên và rung khi có tải có lẽ là tuning bị sai hoặc giải thuật quá tồi thôi bác ,việc treo trục z trên 1 bộ servo tuning đúng nó cũng chỉ lấy lại vị trí trong im lặng. còn việc không đồng bộ với control thì chắc chắn là có nhưng nó vẫn chính xác vượt xa độ chính xác cơ khí nên có lẽ không cần coi đó là khuyết điểm . ví dụ như mình nâng cấp con máy có độ rơ visme khoảng 2%mm với con servo có en 2000p(encoder fanuc đít vàng từ thế kỉ trước) khi tăng giảm tốc trên mach 3 với gia tốc 400 f2000 thì sai số luôn dưới 15p(khi tăng tốc) còn sai số khi chạy là dưới 2p . tính sơ bộ en có độ phân giải 8000 visme 5mm thì sai số khi tăng tốc cũng chỉ 0.0094mm,tạm đủ cho con máy cổ trong khi đó nghe đồn encoder ngày nay tới 1.000.000p thì chính xác lắm ah.

[nhatson]

rung khi đướng yên và rung khi có tải có lẽ là tuning bị sai hoặc giải thuật quá tồi thôi bác ,việc treo trục z trên 1 bộ servo tuning đúng nó cũng chỉ lấy lại vị trí trong im lặng. còn việc không đồng bộ với control thì chắc chắn là có nhưng nó vẫn chính xác vượt xa độ chính xác cơ khí nên có lẽ không cần coi đó là khuyết điểm . ví dụ như mình nâng cấp con máy có độ rơ visme khoảng 2%mm với con servo có en 2000p(encoder fanuc đít vàng từ thế kỉ trước) khi tăng giảm tốc trên mach 3 với gia tốc 400 f2000 thì sai số luôn dưới 15p(khi tăng tốc) còn sai số khi chạy là dưới 2p . tính sơ bộ en có độ phân giải 8000 visme 5mm thì sai số khi tăng tốc cũng chỉ 0.0094mm,tạm đủ cho con máy cổ trong khi đó nghe đồn encoder ngày nay tới 1.000.000p thì chính xác lắm ah.

em làm 1 phép tính để thấy vấn đề servo, hệ thống servo chất lượng có tốc độ đáp ứng 5kz
hệ thống thường thường ngày nay là 1khz, 1 số servo cũ cũ ... em ko thấy đề cập, nhưng PID 1khz là thông thường em cứ tính theo 1khz
tốc độ có thể đạt được của servo là 1500RPM là tệ nhất rồi, với vít me 5mm 1500RPM là 7500mm/min > 1 giay la 125mm
PID 1khz > comand là 125/1000 ~ 0.125mm servo mới tiến hành điều chỉnh và 3 trục thì mạnh thằng nào thằng đó PID

còn chính xác ah? về độ dơn giản trong 1 số ứng dụng ... đáng nể về giá thành và hiệu năng, dùng mấy con servo làm bài test như clip mà kim dứng im khi dừng như clip cũng căng đóa ợ


1 vấn đề BỰ của servo nữa là người dùng servo hay nói TẠI TURNING SAI, vậy làm thế nào để TURNING cho đúng?

[cuongmay]

em làm 1 phép tính để thấy vấn đề servo, hệ thống servo chất lượng có tốc độ đáp ứng 5kz
hệ thống thường thường ngày nay là 1khz, 1 số servo cũ cũ ... em ko thấy đề cập, nhưng PID 1khz là thông thường em cứ tính theo 1khz
tốc độ có thể đạt được của servo là 1500RPM là tệ nhất rồi, với vít me 5mm 1500RPM là 7500mm/min > 1 giay la 125mm
PID 1khz > comand là 125/1000 ~ 0.125mm servo mới tiến hành điều chỉnh và 3 trục thì mạnh thằng nào thằng đó PID

còn chính xác ah? về độ dơn giản trong 1 số ứng dụng ... đáng nể về giá thành và hiệu năng, dùng mấy con servo làm bài test như clip mà kim dứng im khi dừng như clip cũng căng đóa ợ


1 vấn đề BỰ của servo nữa là người dùng servo hay nói TẠI TURNING SAI, vậy làm thế nào để TURNING cho đúng?

bác nhatson tính sai 1 số chỗ.
- mình không hiểu sao bác cho rằng tốc độ lấy mẫu 1khz là điển hinh,đồ chế của mình đã có tg lấy mẫu 300us rồi,ấy là mình làm rất lâu rồi ,đang muốn nâng cấp lên chip arm để tăng tần số lên vài lần nữa .
- f7500 là tốc độ G0,cái này sai số cũng không sao,xác lập chính xác là được còn chạy chính xác thông thường f chỉ 2000 trở xuống .
-control không bắt servo chạy ngay tốc độ tối đa mà chạy theo hàm gia tốc nên thổi điểm ban đầu f rất thấp,servo bám theo vẫn trễ nhưng rất ít chứ không như bác tính.
còn muốn tuning đúng thì đương nhiên cần người có chuyên môn và phải có biểu đồ +bảng thống kê error ,còn không thì cần người có kinh nghiệm và kết quả cũng tàm tạm .
mình chưa thử cách test trên bao giờ vì mình nghĩ servo chạy vọt lố tới mức dùng mắt nhìn thấy thì quá tệ rồi , mình chỉ tin vào thống kê error thôi .

[nhatson]

bác nhatson tính sai 1 số chỗ.
- mình không hiểu sao bác cho rằng tốc độ lấy mẫu 1khz là điển hinh,đồ chế của mình đã có tg lấy mẫu 300us rồi,ấy là mình làm rất lâu rồi ,đang muốn nâng cấp lên chip arm để tăng tần số lên vài lần nữa .
- f7500 là tốc độ G0,cái này sai số cũng không sao,xác lập chính xác là được còn chạy chính xác thông thường f chỉ 2000 trở xuống .
-control không bắt servo chạy ngay tốc độ tối đa mà chạy theo hàm gia tốc nên thổi điểm ban đầu f rất thấp,servo bám theo vẫn trễ nhưng rất ít chứ không như bác tính.
còn muốn tuning đúng thì đương nhiên cần người có chuyên môn và phải có biểu đồ +bảng thống kê error ,còn không thì cần người có kinh nghiệm và kết quả cũng tàm tạm .
mình chưa thử cách test trên bao giờ vì mình nghĩ servo chạy vọt lố tới mức dùng mắt nhìn thấy thì quá tệ rồi , mình chỉ tin vào thống kê error thôi .

mcu chạy 5khz pid là 1 chuyện, motor đáp ứng là chuyện khác ợ, thêm 1 vấn dề của servo. lệ thuộc thig số động cơ

[Ga con]

mcu chạy 5khz pid là 1 chuyện, motor đáp ứng là chuyện khác ợ, thêm 1 vấn dề của servo. lệ thuộc thig số động cơ

Cái này e thấy chính xác ạ.
Do enc độ phân giải thấp, đáp ứng motor chậm, tăng tần số lấy mẫu chỉ làm giảm lượng thông tin cho từng chu kỳ (thông số đầu vào là error giảm đi), giảm chất lượng tính toán của phép tính (tỷ lệ kết quả số lẻ tính theo % tăng lên). Do đó tần số lấy mẫu không cần cao quá. Chỉ khi độ phân giải của enc và đáp ứng của motor tăng lên mới nên tăng tần số lấy mẫu.

Với những hệ cũ (như Mitsu J2, Yas sigma 1 chẳng hạn), tần số lấy mẫu giới hạn ở chừng 500Hz (2ms/sample), với những hệ mới như J3/J4 độ phân giải cực cao 1-4 triệu ppr, tần số lấy mẫu đạt được đến 10kHz (0.1ms/sample). Motor chỉ nhúc nhích thôi đã có đủ thông tin để tính toán.

Ngày xưa e làm thì e set thời gian lấy mẫu trong tầm 170us - 2.560us.

À e thêm 1 thông tin nữa nhé các cụ, encoder độ phân giải ngày càng cao, nhưng độ chính xác không tỷ lệ thuận với độ phân giải.

Đối với enc độ phân giải cao sau này, đa số dùng phương pháp nội suy, tỷ lệ. Một enc 17bits chỉ có khoảng 100 chu kỳ xung thực, đọc ra dạng sóng sin/cos, sau đó dùng các bộ nội suy để nhân độ phân giải lên. Mấy cụ có thể kiểm chứng, tìm 1 con enc, Mitsu J2S chẳng hạn, rồi lấy kính kúp/kính hiển vi soi.

Phương án này cũng không khác mấy so với stepper dùng microstep độ phân giải cao. Thế nên theo e thì đừng nên so sánh độ chính xác giữa 2 ông này. Dù thành thật e đánh giá servo cao hơn step một chút.

[cuongmay]

Cái này e thấy chính xác ạ.
Do enc độ phân giải thấp, đáp ứng motor chậm, tăng tần số lấy mẫu chỉ làm giảm lượng thông tin cho từng chu kỳ (thông số đầu vào là error giảm đi), giảm chất lượng tính toán của phép tính (tỷ lệ kết quả số lẻ tính theo % tăng lên). Do đó tần số lấy mẫu không cần cao quá. Chỉ khi độ phân giải của enc và đáp ứng của motor tăng lên mới nên tăng tần số lấy mẫu.

Với những hệ cũ (như Mitsu J2, Yas sigma 1 chẳng hạn), tần số lấy mẫu giới hạn ở chừng 500Hz (2ms/sample), với những hệ mới như J3/J4 độ phân giải cực cao 1-4 triệu ppr, tần số lấy mẫu đạt được đến 10kHz (0.1ms/sample). Motor chỉ nhúc nhích thôi đã có đủ thông tin để tính toán.

Ngày xưa e làm thì e set thời gian lấy mẫu trong tầm 170us - 2.560us.

À e thêm 1 thông tin nữa nhé các cụ, encoder độ phân giải ngày càng cao, nhưng độ chính xác không tỷ lệ thuận với độ phân giải.

Đối với enc độ phân giải cao sau này, đa số dùng phương pháp nội suy, tỷ lệ. Một enc 17bits chỉ có khoảng 100 chu kỳ xung thực, đọc ra dạng sóng sin/cos, sau đó dùng các bộ nội suy để nhân độ phân giải lên. Mấy cụ có thể kiểm chứng, tìm 1 con enc, Mitsu J2S chẳng hạn, rồi lấy kính kúp/kính hiển vi soi.

Phương án này cũng không khác mấy so với stepper dùng microstep độ phân giải cao. Thế nên theo e thì đừng nên so sánh độ chính xác giữa 2 ông này. Dù thành thật e đánh giá servo cao hơn step một chút.

trước giờ mình cứ nghĩ lấy mẫu càng cao càng tốt chứ , chắc phải thí nghiệm xem thử.tuy nhiên có 1 điều khá chắc chắn là tần số lấy mẫu thấp thì khả năng đáp ứng theo tải thay đổi sẽ kém . cụ thể dùng tay nhắp nhả trục nó sẽ nhún nhún còn tần số lấy mẫu cao nó sẽ khóa cứng trục . còn khi phay rất có thể bàn máy sẽ cà giật theo mỗi nhát chém của dao ah.