በሮቦት መግነጢሳዊ ኢንኮደር ዳሳሾች ውስጥ የመግነጢሳዊ ኮድ ዲስክን አንግል መንሳፈፍ እንዴት መፍታት ይቻላል?

እንደ ሮቦት መገጣጠሚያዎች፣ ሰርቮ ሞተርስ እና ጂምባልስ ባሉ ከፍተኛ ትክክለኛ የእንቅስቃሴ መቆጣጠሪያ አፕሊኬሽኖች ውስጥ መግነጢሳዊ ኢንኮዲተሮች ንክኪ ባልሆኑ አሠራራቸው፣ ከብክለት የመከላከል አቅማቸው እና መጠናቸው የታመቀ በመሆኑ ዋና የአቋም-ግብረ-መልስ መሳሪያዎች እየሆኑ መጥተዋል። ነገር ግን፣ ብዙ መሐንዲሶች በተግባር የሚያበሳጭ ችግር ያጋጥማቸዋል –  አንግል ተንሸራታች ፡ አንግል ንባብ ቀስ ብሎ 'ይቅበዘበዛል' ምንም እንኳን ሞተሩ በማይንቀሳቀስበት ጊዜ ወይም ትክክለኛነት በሙቀት ለውጦች በጣም ይቀንሳል። መግነጢሳዊ ኮድ ዲስክ አንግል ተንሸራታች ከየት ነው የሚመጣው እና እንዴት ማስተካከል እንችላለን?

1. አንግል ተንሸራታች ምንድን ነው እና ከየት ነው የሚመጣው?

ሀ ማግኔቲክ ኢንኮደር ከሞተር ዘንግ ጋር የተጣበቀውን ቋሚ ማግኔት የሚሽከረከር መግነጢሳዊ መስክን ይለያል፣የሳይን/ኮሳይን ምልክቶችን በ90° ደረጃ ልዩነት ያስወጣል እና ከዚያም አንግልን በአርክታንጀንት ተግባር ያሰላል። በንድፈ ሀሳብ, ይህ ፍጹም የመለኪያ ሰንሰለት ነው. እንደ እውነቱ ከሆነ ግን, የተለያዩ ተስማሚ ያልሆኑ ምክንያቶች የማዕዘን ንባብ ከትክክለኛው እሴት እንዲወጣ ያደርጉታል - ይህ 'የአንግል ተንሸራታች' ነው.

በማጠቃለያው የማዕዘን መንሸራተት ከሦስት ዋና ዋና ገጽታዎች ይመነጫል።

1.1 የሜካኒካል መጫኛ ስህተቶች

ይህ በጣም የተለመደው ወንጀለኛ ነው. በማግኔት እና በሴንሰሩ ሴንሲንግ ሴንተር (ኤክሰንትሪሲቲ) መካከል ያለው የጨረር ማካካሻ፣ በማዞሪያው ዘንግ እና በቺፕ መደበኛ (ማጋደል) መካከል ያለው አንግል እና ከመጠን በላይ ወይም ተለዋዋጭ የአየር ክፍተት ሁሉም የማግኔቲክ መስክ ምልክቱን በቀጥታ ያዛባል። ለምሳሌ, የ 0.3 ሚሜ እኩልነት የ ± 2.1 ° አንግል ስህተትን ያስተዋውቃል. በተጨማሪም፣ ወጥ ያልሆነ መግነጢሳዊ መግነጢሳዊ ወይም መደበኛ ያልሆነ የማግኔት ቅርጽ ስሜት የሚሰማውን መስክ ከተገቢው የ sinusoidal waveform እንዲወጣ ሊያደርግ ይችላል።

1.2 የአካባቢ ሙቀት ልዩነቶች

የሆል ዳሳሾች እና የምልክት-ማስኬጃ ወረዳዎች ባህሪያት በሙቀት ይለወጣሉ. የሙቀት መጠኑ እየጨመረ ሲሄድ የማግኔት የመስክ ጥንካሬ ይቀንሳል፣ የቺፑን ማካካሻ የቮልቴጅ መንሳፈፍ እና የኤ.ዲ.ሲ ማመሳከሪያ ቮልቴጅ ይለዋወጣል - እነዚህ ነገሮች በማእዘኑ ንባብ ውስጥ ከፍተኛ የሆነ የሙቀት መጠንን ይፈጥራሉ። ትክክለኛ መለኪያዎች እንደሚያሳዩት በተለያዩ የማግኔት ጥራቶች የዜሮ ነጥብ የሙቀት መንሸራተት ከ +0.02 °/℃ ወደ +0.15 °/℃ ሊባባስ ይችላል።

1.3 የውጭ ጣልቃገብነት እና ተለዋዋጭ ምክንያቶች

ተሻጋሪ ጣልቃ-ገብ መግነጢሳዊ መስክ የሊሳጁስ አሃዝ ወደ መሃል ይቀይራል፣ ይህም ከ0° እና 180° በስተቀር በሁሉም ማዕዘኖች ላይ ስህተቶችን ይፈጥራል። ከዚህም በላይ በከፍተኛ ፍጥነት ያለው ሞተር በሚሠራበት ጊዜ ተለዋዋጭ የምላሽ መዘግየቶች እና ከኃይል አቅርቦት ሞገድ የሚመጣ የምልክት ጫጫታ አንግል ንባቡን ያደናቅፋል እና ያልተረጋጋ ይሆናል።

2. መፍትሄዎች፡ የሃርድዌር፣ የካሊብሬሽን እና የአልጎሪዝም ጥምር

የማዕዘን መንሸራተትን ለመፍታት አንድም ' ምትሃታዊ ጥይት ' የለም። የተቀናጀ አካሄድ በሶስት ደረጃዎች ያስፈልጋል፡- ሜካኒካል ተከላ፣ ቺፕ መለካት እና አልጎሪዝም ማካካሻ።

ደረጃ 1፡ ድፍን ሃርድዌር ፋውንዴሽን - ከምንጩ ላይ ስህተቶችን አቁም

ትክክለኛው መጫኛ የመጀመሪያው የመከላከያ መስመር ነው.  መግነጢሳዊ ኢንኮደሮች ለመሰካት መቻቻል በጣም ስሜታዊ ናቸው። በአጠቃላይ የአየር ክፍተቱ በ 1.0 ሚሜ እና 3.0 ሚሜ መካከል መቀመጥ አለበት (2.0 ሚሜ ጥሩ ነው) ፣ coaxiality eccentricity ≤ 0.05 ሚሜ ፣ እና የታጠፈ አንግል ≤ 3 °። በመጫን ጊዜ ለካሊብሬሽን የመደወያ መለኪያ ወይም የሌዘር አሰላለፍ መሳሪያ ይጠቀሙ። እንዲሁም ኢንኮደሩን እንደ ሞተር ጠመዝማዛ እና የኃይል ትራንዚስተሮች ካሉ ጠንካራ መግነጢሳዊ ጣልቃገብ ምንጮች ያርቁ። አስፈላጊ ከሆነ የፐርማሎይ መግነጢሳዊ መከላከያን ይጨምሩ.

የማግኔት ምርጫም ወሳኝ ነው።  በ 300 mT እና 500mT መካከል የገጽታ የመስክ ጥንካሬ ያለው ነጠላ-ጥንድ ዘንግ ማግኔቴሽን ክብ ማግኔት ይምረጡ። ዝቅተኛ ጥራት ያላቸው ማግኔቶች ያልተስተካከሉ መስኮች ብቻ ሳይሆን ደካማ የአየር ሙቀት ባህሪያትም አላቸው, ይህም በቀጥታ መንሸራተትን ያባብሳል.

የኃይል አቅርቦት እና ፒሲቢ ንድፍ ጥሩ ልምዶችን መከተል አለባቸው.  የኃይል ሞገድ በ 10 mV ውስጥ ቁጥጥር ሊደረግበት ይገባል, እና የ SPI ምልክት መስመሮች አጭር, እኩል ርዝመት እና በንጽህና መዞር አለባቸው. በመግነጢሳዊ ሴንሲንግ ኤለመንቶች ላይ ጥገኛ የሆነ የአቅም ጣልቃ ገብነትን ለመቀነስ የመዳብ ፍሳሾችን ወይም ዱካዎችን በቺፑ ስር አታስቀምጡ።

ደረጃ 2፡ የቺፕ ካሊብሬሽን ምርጡን ያግኙ - በተግባር የፋብሪካውን ትክክለኛነት ይገንዘቡ

ዘመናዊ መግነጢሳዊ ኢንኮደር ቺፕስ ብዙ የመለኪያ ደረጃዎችን ያካትታል፣ እነዚህም የማዕዘን ተንሳፋፊን ለመቆጣጠር በጣም ቀጥተኛው መንገድ ናቸው።

የፋብሪካ ልኬት (ቺፕ ደረጃ)  ፡ በዋፈር ሙከራ ወቅት የቺፕ አምራቹ አስቀድሞ የዲሲ ማካካሻ ማካካሻ፣ የ amplitude አለመመጣጠን እርማት እና የኳድራቸር ስህተት እርማትን በቺፕ ኢኢኢፒሮም ውስጥ በተቀመጡ መለኪያዎች ያከናውናል። ይህ የትክክለኛነት 'መሰረት' ነው።

የተጠቃሚ ራስን ማስተካከል (የስርዓት ደረጃ)  ፡ ከተጫነ በኋላ ሞተሩን አንድ ሙሉ አብዮት በቋሚ ፍጥነት ያሽከርክሩት። አብሮ የተሰራው DSP የማዕዘን መረጃን በሙሉ ማዞሪያ ይሰበስባል እና የመጫኛ ውጣ ውረድን፣ የአየር ክፍተት ልዩነቶችን እና ሌሎች ስህተቶችን በራስ-ሰር ይለያል እና ይካሳል። ብዙ ቺፖችን አንድ-ጠቅታ ቀስቅሴን ይደግፋሉ የውጭ አስተናጋጅ ሳይፈልጉ, ይህም በጣም ለማምረት ተስማሚ ነው.

ተለዋዋጭ የሙቀት ተንሳፋፊ ማካካሻ  ፡ ቺፑ የሙቀት መጠኑን በቅጽበት ይቆጣጠራል። የሙቀት መጠኑ ከተስተካከለው እሴት ሲወጣ፣ ማዕዘኑን ለማስተካከል የሙቀት-ማካካሻ ኮፊሸን በራስ-ሰር ይተገብራል። ለምሳሌ፣ ናክሲን ማይክሮ ኤምቲ6835 የሙሉ የሙቀት መጠንን በ± 0.08° ውስጥ ለማቆየት የሶስት-ደረጃ መለኪያ ስርዓትን ይጠቀማል።

ደረጃ 3፡ አልጎሪዝም ማካካሻ - ትክክለኛነትን የበለጠ አሻሽል።

ከፍተኛ ትክክለኛነትን ለሚጠይቁ መተግበሪያዎች ተጨማሪ የአልጎሪዝም ማካካሻ ያስፈልጋል።

የሚለምደዉ የመስመር ላይ መለካት፡-  ከመስመር ውጭ ባህላዊ ልኬት የማካካሻ መለኪያዎችን ያስተካክላል እና በሙቀት ለውጦች ወይም በማግኔት እርጅና ምክንያት ከረጅም ጊዜ ተንሸራታች ጋር መላመድ አይችልም። በRecursive Least Squares (RLS) ላይ የተመሰረተ አስማሚ ስልተ-ቀመር የማካካሻ መለኪያዎችን በቅጽበት ማዘመን ይችላል፣ ይህም የማዕዘን ስህተትን በ±0.05° በሙሉ የሙቀት ክልል (-40 ℃ እስከ +125 ℃) ውስጥ በማቆየት ነው።

የካልማን ማጣራት ለድምጽ ቅነሳ  ፡ የማዕዘን መንቀጥቀጥን ለሚያስከትል ከፍተኛ ድግግሞሽ ጫጫታ፣ የካልማን ማጣሪያ የተመልካች ድምጽን በብቃት ይገድባል እና የማዕዘን ውፅዓት መረጋጋትን ያሻሽላል።

የነርቭ ኔትወርክ ማካካሻ:  የሙቀት-ተንሸራታች ባህሪያትን ለማሟላት የነርቭ ኔትወርክ ሞዴል መገንባት ይቻላል; ከተወሰኑ የሥልጠና ድግግሞሾች በኋላ በጣም ትክክለኛ የሆነ የሙቀት-ተንሸራታች እርማትን ያገኛል።

3. የእውነተኛ ዓለም አፈጻጸም - ምን ያህል ጥሩ ማግኘት ይችላል?

በ 'የሃርድዌር ጭነት + ቺፕ ማስተካከያ + አልጎሪዝም ማካካሻ' ጥምር አቀራረብ ፣ ዘመናዊ መግነጢሳዊ ኢንኮዲተሮች በሚያስደንቅ ሁኔታ ከፍተኛ ትክክለኛነትን ሊያገኙ ይችላሉ።

• MT6816 በ  ± 0.03 ° ውስጥ በስርዓት ደረጃ የተቀናጀ አንግል ስህተትን አግኝቷል.

• MT6835፣ ካሊብሬሽን በኋላ፣ ኢንቴግራል ኢ-ኦንላይኔሪቲ (INL) ከ±1° ወደ  <±0.07° ፣በሙሉ የሙቀት ተንሸራታች  <±0.08° ያሻሽላል።.

• አንዳንድ ከፍተኛ-መጨረሻ መፍትሄዎች INL ን እስከ ማሳደግ ይችላሉ  ± 0.03° ን ፣ ይህም ለጂምባሎች እና ለሰርቪስ የሚያስፈልገውን የ ± 0.05° ደረጃ ትክክለኛነትን ያሟላል።

4. ማጠቃለያ እና Outlook

በመሠረቱ፣ መግነጢሳዊ ኮድ የዲስክ አንግል መንሸራተት ከመካኒካል፣ ከሙቀት፣ ከኤሌክትሮማግኔቲክ እና ከሌሎች በመግነጢሳዊ መስክ ሲግናል ላይ የተደራረበ ብጥብጥ ውጤት ነው። አንድም መድኃኒት የለም; መፍትሄው  'ሃርድዌር እንደ መሰረት፣ መለካት እንደ ዋናው እና አልጎሪዝም እንደ አጨራረስ' የሚለውን መርህ መከተል አለበት ።

1. የመትከል ትክክለኛነት መሰረት ነው  - የአየር ክፍተት, ኮአክሲቲቲ እና ማግኔት ምርጫ ሊታለፍ አይችልም.

2. ቺፕ መለካት ቀዳሚ መሳሪያ ነው  - የፋብሪካ ልኬትን እና የተጠቃሚ እራስን ማስተካከልን ሙሉ በሙሉ ይጠቀሙ።

3. የአልጎሪዝም ማካካሻ የላቀ ደረጃ ነው  - ለፍላጎት ሁኔታዎች፣ አስማሚ ማጣሪያ እና የመስመር ላይ መለካትን ያስተዋውቁ።

የቺፕ ውህደት እየጨመረ ሲሄድ እና AI ስልተ ቀመሮች ሲተዋወቁ የወደፊት መግነጢሳዊ ኢንኮዲተሮች ወደ  'ራስን ዳሳሽ፣ እራስን ማስተካከል እና ራስን ወደ ማካካሻ'  ችሎታዎች ይሻሻላሉ። በዛን ጊዜ የማዕዘን መንሸራተት ለመሐንዲሶች ራስ ምታት አይሆንም, እና የሮቦት መገጣጠሚያዎች ትክክለኛነት እና አስተማማኝነት አዲስ ከፍታ ላይ ይደርሳል.