再开一贴讨论:电机拖动的摩擦补偿、惯量补偿, 呼叫kdrjl版主和yming大侠!!!

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volcanol

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再开一贴讨论:电机拖动的摩擦补偿、惯量补偿, 呼叫kdrjl版主和yming大侠!!!

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2018-11-12 13:33:14

    最近在学习和研究冷轧带刚的活套张力控制,以及结合我自己前段时间卷取机张力控制异常的故障,决定也来好好的学习一下这个方面的知识。

    在论坛里面也搜了很多关于摩擦补偿、惯量补偿的帖子。 发现都是老变频器系列的6SE70、6RA70方面的。看到Kdrjl版主和Yming侠的回帖最多,想必对这个是有深入研究的,这里呼唤一下两位专家来给我们指导指导。

    说句题外话,我是搞自动化侧的,对传动不是很了解,有说的不对的地方还请大家海涵。


-------------------------------我是体态优美分割线----------------------------

       我们知道,当物体与物体有相对运动趋势的时候,就会有一个阻止物体运动趋势的存在。这个趋势从我们目前的理解来看有两个方面:摩擦和惯性。

一、摩擦

    当两个接触物体有相对滑动时则在两物体之间存在滑动摩擦力,即动摩擦力。

    当两个物体相对静止且有运动趋势时两物体之间存在静摩擦力。

    电机在旋转的时候,由于电机轴与轴承、减速机本身存在摩擦力,在做功时必须考虑这一部分摩擦因素,即电机在计算输出功率或者转矩时必须考虑抵消这一部分需要的能量或转矩。

    而且对于旋转轴,电机的速度rpm不同时,受到的摩擦力也不相同。


二、惯量

    我们知道做直线运动的物体存在一个动量, P=MV, 推而广之,转动的物体有一个角动量。

    质量为M的质点关于某一中心点以半径r做角速度速度为w的圆周运动则其角动量为 j = mrw。

    对于规则圆柱刚体来说,利用积分关系,可以求出一个角动量

           J = M*r*r*w/2。   

    可以看出在角速度一定时对于规则圆柱体来说其角动量只与质量和半径相关, 我们就把 M*r*r /2定义为规则刚体刚体的转动惯量。

    为了增大刚体绕轴的圆周运动,我们必须给刚体提供一个转矩,使其具有一个角加速度,这个转矩做功使得刚体具有更高的转速。


三、为什么要补偿

    前面描述明白了摩擦和惯量,这里来说说为什么要补偿,当旋转轴加速、减速时,补偿就是为了消除摩擦力和转动惯量给加速度造成的影响,使加速度按照我们预设的值进行运动。就是让电机按照我们预设的速度曲线运动。

    

四、如何补偿

    摩擦补偿,我看很多人都说要按照摩擦拟合曲线进行补偿, 而转动惯量如果是半径不变的则相对简单,是个固定值,而对于卷取和放卷两个方式则复杂的多。

    我现在不明白的是这个摩擦拟合曲线如何获取? 因为非线性,是利用多点折线拟合(比方说16点折线拟合),或者其他什么计算方法。


    而对于转动惯量,卷取和放卷牵涉到卷径的计算,我们可以近似的认为被卷绕的物体(带钢、纸、铝箔、铜片等其他带web tension控制的应用)是一个直径变化的规则的刚体,这样问题就简单了。就是转动惯量变化是半径R的高次函数。J(r) = M(r) * r* r 

      那我们这两个补偿什么时候用呢,以及如何控制这个补偿值的大小, 以及采用什么控制方式呢? 需不需要pre control的功能呢?

     还有就是如果我们要补偿这个转动惯量,是不是补偿到电机输出轴的转矩大小就是这个转动惯量值。


五、自动化和传动如何结合

    如果这个补偿在自动化PLC里面计算,那么是不是这个补偿值直接就附加到发送到传动里面的转矩上呢? 

    这个补偿要不要附加到速度给定上面呢?

    还有我看了很多帖子说摩擦补偿和惯量补偿可以在传动里面做,比方说在6SE70里面做, 这样是不是在自动化PLC侧就不需要再考虑摩擦和惯量补偿了呢?


六、如何选择电机

    知道齿轮比和旋转轴的半径,如何根据电机的额定数据算可以提供的最大张力和可以达到的最大速度?


七、求介绍书籍和资料

     求各位大侠介绍资料和相关的书籍?





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