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 驱动黑匣子功能

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至圣

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楼主    2020-12-07 09:42:58
主题:驱动黑匣子功能 精华帖 

今天看到论坛一个 s120编码器故障的帖子, 有个大拿提出用离线Trace记录特定故障时的波形。 就是所谓的黑匣子功能。 我觉得有必要根大家分享一下:

S120离线Trace功能.pdf


不忘初心
yming
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8楼    2020-12-08 00:44:10
精华帖  主题:回复:驱动黑匣子功能

Trace功能PLC上有,中档以上的驱动(G120以上)也有。低档的MM4系列、V20这类就没有Trace功能。

也就是说Trace是个内置功能。西门子数字驱动器的控制器也是个“PLC”;处理器CU性能不同(G系列S系列不同),Trace能力不同,最快采样频率也不同。

Trace跟踪长度取决于存储器的大小和性能。

这些内置的Trace(PLC的、驱动的)接受调试软件(TIAPortal、 Step7、 STARTER等)的一个操作脚本。

按脚本条件触发、按采样间隔记录,(一般只能记录4项。)完成后,将跟踪记录返回给调试软件。


学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
yming
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15楼    2020-12-09 10:06:03
精华帖  主题:回复:驱动黑匣子功能

其实对于PID调节来说,分析系统采样得出的频域波特图要比时域的跟踪要好分析。

一个时域的跟踪Trace用傅氏积分变换获得的波特图有两个;一个是幅频特性,一个是相频特性。

横坐标代表的是给定解析的正弦波频率分量(如阶跃给定可以解析成许多频率正弦波叠加)

幅频特性就代表了闭环系统的控制对象跟随给定的(增益的)系统响应。

(比如:人眼的瞳孔会受光照缩小。当用一束光照射眼底,随着明暗变化频率加快,瞳孔变化幅度会越来越小;最后就不变了。这就是幅频特性。)

相频特性就是不同频率下的相位位移。每个闭环系统其实控制对象的反馈,都是有响应延时的。这里包括了系统惯量的因素,传动间隙的存在,信号传递的延时(如人眼受光照,PN网络的延时等);随着频率变化,相移发生变化;很明显,当相移达到180度时,负反馈就变成正反馈了。那这个系统就崩溃(发散)了。

(这里也包括机械系统的共振。)

通常这两个图要配合分析,当幅频特性在某频率后,幅值已经低于-3db,这时相频特性离180度还很远时,这个系统就不会出问题。这个距离就是裕度。

有时候,做好的一个闭环系统想达到响应指标,可就是系统太不稳定,就是裕度不够大;这时就可能加入校正环节。其中包括利用前馈预控。对于那种“共振”则只能跳跃过去。


波特图分析(FF)好是好,但是如何Trace则是个技巧。

Trace采样过密,由于存储空间有限,采不到达到系统稳定(收敛)的全过程。

Trace采样过疏,可能会疏漏了很多高低点;FF处理的结果是错误的。

所以,经常要反复多做几次,获得一个合适的采样集。


这个不仅仅是驱动。对于PLC参与的闭环一样适用。TIA它也有Trace,也能做傅氏变换。

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yming
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19楼    2020-12-09 18:41:57
精华帖  主题:回复:驱动黑匣子功能

嗯。其实控制电路上,用频域的分析比较好。包括杂波(背景噪声)分析,时域就不好办;连对脉冲信号闭环响应,都能在频域下得出分析结果。

问题是波特图得两个一起看。我记得上学时,有一个奈奎斯特图,是把这两个幅频、相频波特图合成的一个极坐标图,从无穷远点到零频,直接表示出幅值和相位。当时还是用手画的。

到现在,也没看到自动化系统能给出奈奎斯特图。


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yming
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20楼    2020-12-09 19:34:37
精华帖  主题:回复:驱动黑匣子功能

“连log之类的是干嘛用的都不知道了....”

这句话说明,你们和我们不一样。我们是工作后才去上学的。所以,是带着问题学的。

脑子里装有“十万个为什么?”的问题去学校,然后一一得到解答。

比如对数,就是因为我拉过计算尺,就知道对数可以把乘法变成加法。

进一步学到自然对数,又知道:“我擦!应用范围这么广。” 不但能解释电容电感充放电,在金融、经济领域也要用它。

其实学这些,从来也没有让你去动手计算。主要是学到方法。对我们来说,就是应用,知道边界条件而已。

好多人觉得高等数学、普通物理没啥用。可是我一直都能用得上。

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