MotorBelastingTest

Uit RobotMC.be
Versie door BlueHaze (overleg | bijdragen) op 29 dec 2017 om 22:43
(wijz) ← Oudere versie | Huidige versie (wijz) | Nieuwere versie → (wijz)
Ga naar: navigatie, zoeken

Testopstelling

Op deze site wordt ondermeer hier aangegeven dat de aansturing van een motor met PWM op de enable ingang van een H-brug geen rechte curve geeft. De grafiek laat duidelijk zien dat het verband tussen de pwm waarde en het toerental bij 'push-pull' daarentegen grotendeels lineair is. Hierdoor is het met 'push-pull' eenvoudiger om de motor een bepaald toerental te laten draaien.

Wat voor een goede besturing van een robot ook van belang is, is het gedrag van de motor indien de belasting verandert, bijvoorbeeld omdat de vloer niet helemaal vlak is. Om dit effect te bepalen heb ik een testopstelling gemaakt met twee motoren die mechanisch aan elkaar gekoppeld zijn.

testopstelling

De eerste motor wordt aangedreven door de (zwaar overgedimensioneerde) BTS7960B FET driver. De andere motor wordt in eerste instantie niet aangesloten.

Harde aansturing of enable (onbelast)

Mt grafiek1.jpg

De eerste stap in dit experiment was het bepalen van het verband tussen de PWM waarde en het toerental voor deze opstelling, vergelijkbaar met dat in de eerder genoemde grafiek. Hierbij valt het volgende op:

  • bij harde aansturing (push-pull, hl) is het verband van 10% tot 90% pwm nagenoeg lineair.
  • bij sturing op enable loopt het toerental in eerste intantie snel op en vanaf 30% vlakt de kromme af.
  • bij sturing op enable start de motor later met draaien, bij 26% pwm tegen 15% pwm bij hl sturing.
  • boven 90% vlakt de curve af (onverklaard, lijkt verband te houden met het gebruik van een FET H-brug).

Harde aansturing - met en zonder belasting

Mt grafiek2.jpg

De volgende stap was het bepalen van de invloed op de belasting. Hiervoor is de tweede motor, die als generator werkt, belast met een weerstand van 100 Ohm. Het belastingskoppel is hiermee evenredig met het toerental. Met de harde aansturing blijkt het toerental wat te zakken ten opzichte van vrijloop, maar het verband tussen pwm en toerental blijft nagenoeg lineair.

Aansturing op enable - met en zonder belasting

Mt grafiek3.jpg

Vanzelfsprekend is deze test herhaald voor aansturing op enable, met bovenstaand resultaat. Hierbij valt het volgende op:

  • het startpunt is verschoven van 25% pwm naar 31% pwm.
  • de belaste curve is rechter dan de onbelaste curve en nagenoeg gelijk aan belaste curve bij harde aansturing.

Invloed van belasting op toerental

Mt grafiek4.jpg

We zijn vooral benieuwd naar het invloed van de belasting op het toerental. Daarom is in bovenstaande grafiek het belaste toerental weergegeven, in procenten van het onbelaste toerental. Zo is duidelijk te zien dat het toerental bij HL-aansturing bij de gegeven belasting met hetzelfde percentage terugvalt, ongeacht het toerental. Bij aansturing op enable is de terugval van het toerental bij lagere PWM waarden aanzienlijk groter dan bij hoge pwm waarden.

Conclusie

De conclusie is bij harde aansturing van motoren de invloed van belasting-variaties op de motorsnelheid meer lineair is dan bij aansturing op enable. En dat betekent dat de robot beter onder controle gehouden kan worden, met een eenvoudigere regeling. Een ander belangrijk punt is dat het regelbereik groter is. Met andere woorden: de motor begint al bij een lager toerental te draaien. En ook wordt dat punt minder beïnvloedt door de belasting.

Joep


Mt grafiek5.jpg