ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງເຊັ່ນ: ຂໍ້ຕໍ່ຫຸ່ນຍົນ, servo motors, ແລະ gimbals, encoders ສະນະແມ່ເຫຼັກແມ່ນເພີ່ມຂຶ້ນກາຍເປັນອຸປະກອນການຕອບໂຕ້ຕໍາແຫນ່ງຫຼັກ, ຍ້ອນການດໍາເນີນການບໍ່ຕິດຕໍ່ຂອງເຂົາເຈົ້າ, ພູມຕ້ານທານຕໍ່ການປົນເປື້ອນ, ແລະຂະຫນາດກະທັດລັດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ວິສະວະກອນຈໍານວນຫຼາຍພົບບັນຫາທີ່ຫນ້າເສົ້າໃຈໃນການປະຕິບັດ - ມຸມ drift : ມຸມອ່ານຊ້າ 'wanders off' ເຖິງແມ່ນວ່າໃນເວລາທີ່ motor ແມ່ນ stationary, ຫຼືຄວາມຖືກຕ້ອງຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍກັບການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ. ມຸມດິສຂອງລະຫັດແມ່ເຫຼັກມາຈາກໃສ ແລະພວກເຮົາຈະແກ້ໄຂໄດ້ແນວໃດ?
1. Angle Drift ແມ່ນຫຍັງ ແລະມັນມາຈາກໃສ?
ກ ຕົວເຂົ້າລະຫັດແມ່ເຫຼັກ ກວດພົບສະຫນາມແມ່ເຫຼັກໝູນວຽນຂອງແມ່ເຫຼັກຖາວອນທີ່ຕິດຢູ່ກັບແກນມໍເຕີ, ສົ່ງສັນຍານ sine/cosine ທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນໄລຍະ 90°, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຄິດໄລ່ມຸມຜ່ານຟັງຊັນ arctangent. ໃນທາງທິດສະດີ, ນີ້ແມ່ນລະບົບຕ່ອງໂສ້ການວັດແທກທີ່ສົມບູນແບບ. ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ປັດໃຈທີ່ບໍ່ເຫມາະສົມຕ່າງໆເຮັດໃຫ້ການອ່ານມຸມ deviate ຈາກມູນຄ່າທີ່ແທ້ຈິງ - ນີ້ແມ່ນ 'angle drift'.
ສະຫຼຸບແລ້ວ, ການລອຍມຸມແມ່ນມາຈາກສາມດ້ານຕົ້ນຕໍ:
1.1 ຄວາມຜິດພາດໃນການຕິດຕັ້ງກົນຈັກ
ນີ້ແມ່ນຜູ້ກະທຳຜິດທົ່ວໄປທີ່ສຸດ. ການຊົດເຊີຍ radial ລະຫວ່າງແມ່ເຫຼັກແລະສູນກາງການຮັບຮູ້ຂອງເຊັນເຊີ (eccentricity), ມຸມລະຫວ່າງແກນ rotation ແລະ chip ປົກກະຕິ (tilt), ແລະຊ່ອງຫວ່າງອາກາດຫຼາຍເກີນໄປຫຼືການເຫນັງຕີງທັງຫມົດໂດຍກົງບິດເບືອນສັນຍານພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, eccentricity ຂອງ 0.3 ມມສາມາດແນະນໍາຄວາມຜິດພາດຂອງມຸມຂອງ ±2.1°. ນອກຈາກນັ້ນ, ການສະກົດຈິດທີ່ບໍ່ເປັນເອກະພາບຫຼືຮູບຮ່າງຂອງແມ່ເຫຼັກທີ່ບໍ່ສະຫມໍ່າສະເຫມີສາມາດເຮັດໃຫ້ພາກສະຫນາມຄວາມຮູ້ສຶກທີ່ຈະ deviate ຈາກຮູບແບບຄື້ນ sinusoidal ທີ່ເຫມາະສົມ.
1.2 ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມສະພາບແວດລ້ອມ
ຄຸນລັກສະນະຂອງເຊັນເຊີ Hall ແລະວົງຈອນການປະມວນຜົນສັນຍານມີການປ່ຽນແປງກັບອຸນຫະພູມ. ເມື່ອອຸນຫະພູມສູງຂຶ້ນ, ຄວາມແຂງແຮງຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຫຼຸດລົງ, ແຮງດັນຊົດເຊີຍຂອງຊິບເລື່ອນ, ແລະແຮງດັນການອ້າງອິງ ADC ປ່ຽນແປງ - ປັດໃຈເຫຼົ່ານີ້ສົມທົບກັນເພື່ອຜະລິດອຸນຫະພູມທີ່ສໍາຄັນໃນການອ່ານມຸມ. ການວັດແທກຕົວຈິງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີຄຸນນະພາບການສະກົດຈິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ອຸນຫະພູມຈຸດສູນກາງ drift ສາມາດຮ້າຍແຮງຂຶ້ນຈາກ +0.02 ° / ℃ເປັນ +0.15 ° / ℃.
1.3 ປັດໄຈການແຊກແຊງພາຍນອກ ແລະ ໄດນາມິກ
ສະໜາມແມ່ເຫຼັກແຊກແຊງທາງຂວາງຈະປ່ຽນຈຸດກາງຂອງຮູບ Lissajous, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມຜິດພາດໃນເກືອບທຸກມຸມ ຍົກເວັ້ນ 0° ແລະ 180°. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການຊັກຊ້າການຕອບສະຫນອງແບບເຄື່ອນໄຫວໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານຂອງມໍເຕີຄວາມໄວສູງ, ແລະສຽງສັນຍານຈາກການສະຫນອງພະລັງງານ ripple, ສາມາດເຮັດໃຫ້ມຸມອ່ານ jitter ແລະບໍ່ຫມັ້ນຄົງ.
2. ວິທີແກ້ໄຂ: ການລວມກັນຂອງຮາດແວ, ການປັບທຽບ, ແລະສູດການຄິດໄລ່
ບໍ່ມີ 'bullet magic' ດຽວສໍາລັບການແກ້ໄຂມຸມ drift. ວິທີການປະສານງານແມ່ນຈໍາເປັນໃນສາມລະດັບ: ການຕິດຕັ້ງກົນຈັກ, ການປັບຕົວຊິບ, ແລະການຊົດເຊີຍ algorithmic.
ລະດັບ 1: ພື້ນຖານຮາດແວແຂງ – ຢຸດຄວາມຜິດພາດທີ່ແຫຼ່ງ
ການຕິດຕັ້ງທີ່ຊັດເຈນແມ່ນເສັ້ນທໍາອິດຂອງການປ້ອງກັນ. ຕົວເຂົ້າລະຫັດແມ່ເຫຼັກແມ່ນຂ້ອນຂ້າງອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບຄວາມທົນທານຕໍ່ການຕິດຕັ້ງ. ໂດຍທົ່ວໄປ, ຊ່ອງຫວ່າງອາກາດຄວນໄດ້ຮັບການຮັກສາລະຫວ່າງ 1.0 ມມແລະ 3.0 ມມ (2.0 ມມແມ່ນເຫມາະສົມທີ່ສຸດ), coaxiality eccentricity ≤ 0.05 ມມ, ແລະມຸມອຽງ ≤ 3°. ໃນລະຫວ່າງການຕິດຕັ້ງ, ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງວັດການປັດຫຼືເຄື່ອງມື laser ຈັດຕັ້ງສໍາລັບການປັບ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຮັກສາຕົວເຂົ້າລະຫັດໄວ້ຫ່າງຈາກແຫຼ່ງແຊກແຊງແມ່ເຫຼັກທີ່ເຂັ້ມແຂງເຊັ່ນ: windings motor ແລະ transistors ພະລັງງານ; ຖ້າຈໍາເປັນ, ເພີ່ມໄສ້ແມ່ເຫຼັກ Permalloy.
ການເລືອກແມ່ເຫຼັກແມ່ນສໍາຄັນເຊັ່ນກັນ. ເລືອກແມ່ເຫຼັກຮູບວົງມົນແບບສະກົດຈິດຄູ່ດຽວທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມລະຫວ່າງ 300 mT ຫາ 500 mT. ການສະກົດຈິດທີ່ມີຄຸນນະພາບຕ່ໍາບໍ່ພຽງແຕ່ມີທົ່ງນາທີ່ບໍ່ສະເຫມີກັນແຕ່ຍັງມີຄຸນລັກສະນະຂອງອຸນຫະພູມທີ່ບໍ່ດີ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການລອຍລົມຮ້າຍແຮງຂຶ້ນໂດຍກົງ.
ການສະຫນອງພະລັງງານແລະການອອກແບບ PCB ຕ້ອງປະຕິບັດຕາມການປະຕິບັດທີ່ດີ. ການສັ່ນສະເທືອນພະລັງງານຄວນໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມພາຍໃນ 10 mV, ແລະສາຍສັນຍານ SPI ຄວນສັ້ນ, ຄວາມຍາວເທົ່າທຽມກັນ, ແລະສົ່ງເສັ້ນທາງທີ່ສະອາດ. ຢ່າເອົາທອງແດງ ຫຼືຮ່ອງຮອຍໃສ່ໃຕ້ຊິບເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການແຊກແຊງຂອງແມ່ກາຝາກກັບອົງປະກອບການຮັບຮູ້ແມ່ເຫຼັກ.
ລະດັບ 2: ເຮັດໃຫ້ການປັບຕົວຊິບໄດ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ – ເຂົ້າໃຈຄວາມຊັດເຈນຂອງໂຮງງານໃນການປະຕິບັດ
ຊິບຕົວເຂົ້າລະຫັດສະນະແມ່ເຫຼັກທີ່ທັນສະ ໄໝ ໂດຍປົກກະຕິຈະລວມເອົາຂັ້ນຕອນການປັບທຽບຫຼາຍຂັ້ນຕອນ, ເຊິ່ງເປັນວິທີໂດຍກົງທີ່ສຸດໃນການຈັດການການລອຍມຸມ.
ການປັບທຽບໂຮງງານ (ລະດັບຊິບ): ໃນລະຫວ່າງການທົດສອບ wafer, ຜູ້ຜະລິດຊິບໄດ້ປະຕິບັດການຊົດເຊີຍ DC ແລ້ວ, ການແກ້ໄຂຄວາມບໍ່ສົມດຸນຂອງຄວາມກວ້າງຂອງກາງ, ແລະການແກ້ໄຂຄວາມຜິດພາດ quadrature, ດ້ວຍຕົວກໍານົດການເກັບຮັກສາໄວ້ໃນຊິບ EEPROM. ນີ້ແມ່ນ 'ພື້ນຖານ' ຂອງຄວາມຖືກຕ້ອງ.
ການປັບຕົວຂອງຜູ້ໃຊ້ເອງ (ລະດັບລະບົບ): ຫຼັງຈາກການຕິດຕັ້ງ, rotate motor ຫນຶ່ງການປະຕິວັດຢ່າງເຕັມທີ່ໃນຄວາມໄວຄົງທີ່. DSP ທີ່ມີໃນຕົວຈະເກັບກໍາຂໍ້ມູນມຸມໃນໄລຍະລ້ຽວເຕັມແລະກໍານົດອັດຕະໂນມັດແລະຊົດເຊີຍການຕິດຕັ້ງ eccentricity, ການປ່ຽນແປງຊ່ອງຫວ່າງທາງອາກາດແລະຄວາມຜິດພາດອື່ນໆ. ຊິບຫຼາຍໜ່ວຍຮອງຮັບການກະຕຸ້ນການຄລິກດຽວໂດຍບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງມີໂຮສພາຍນອກ, ເຊິ່ງເປັນມິດກັບການຜະລິດຫຼາຍ.
ການຊົດເຊີຍອຸນຫະພູມແບບເຄື່ອນໄຫວ: ຊິບກວດສອບອຸນຫະພູມໃນເວລາຈິງ. ເມື່ອອຸນຫະພູມ deviates ຈາກຄ່າປັບ, ມັນຈະນໍາໃຊ້ຄ່າສໍາປະສິດການຊົດເຊີຍອຸນຫະພູມອັດຕະໂນມັດເພື່ອແກ້ໄຂມຸມ. ຕົວຢ່າງ, Naxin Micro MT6835 ໃຊ້ລະບົບການປັບຕົວແບບສາມຂັ້ນຕອນເພື່ອຮັກສາອຸນຫະພູມເຕັມທີ່ພາຍໃນ ±0.08°.
ລະດັບ 3: ການຊົດເຊີຍ Algorithmic – ປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຕື່ມອີກ
ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ, ການຊົດເຊີຍ algorithmic ເພີ່ມເຕີມແມ່ນຈໍາເປັນ.
ການປັບຕົວແບບອອນໄລນ໌ແບບປັບຕົວໄດ້: ການປັບຕົວແບບອອບໄລນ໌ແບບດັ້ງເດີມແກ້ໄຂພາລາມິເຕີການຊົດເຊີຍ ແລະບໍ່ສາມາດປັບຕົວເຂົ້າກັບການລອຍລົມໃນໄລຍະຍາວໄດ້ເນື່ອງຈາກການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ ຫຼືຄວາມແກ່ຂອງແມ່ເຫຼັກ. ສູດການຄິດໄລ່ການປັບຕົວໂດຍອີງໃສ່ Recursive Least Squares (RLS) ສາມາດປັບປຸງຕົວກໍານົດການຊົດເຊີຍໃນເວລາຈິງ, ຮັກສາມຸມຜິດພາດພາຍໃນ ± 0.05° ໃນທົ່ວລະດັບອຸນຫະພູມເຕັມ (–40 ℃ to +125 ℃).
ການກັ່ນຕອງ Kalman ສໍາລັບການຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງລົບກວນ: ສໍາລັບສິ່ງລົບກວນຄວາມຖີ່ສູງທີ່ເຮັດໃຫ້ມຸມ jitter, ການກັ່ນຕອງ Kalman ປະສິດທິພາບສະກັດກັ້ນສິ່ງລົບກວນການສັງເກດແລະປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຜົນຜະລິດມຸມ.
ການຊົດເຊີຍເຄືອຂ່າຍ neural: ຮູບແບບເຄືອຂ່າຍ neural ສາມາດສ້າງໃຫ້ເຫມາະສົມກັບຄຸນລັກສະນະຂອງອຸນຫະພູມ drift; ຫຼັງຈາກຈໍານວນຈໍານວນຈໍາກັດຂອງການຝຶກອົບຮົມ iterations, ມັນບັນລຸໄດ້ຄວາມຖືກຕ້ອງສູງການແກ້ໄຂອຸນຫະພູມພຽງການລອຍລົມ.
ດ້ວຍວິທີການລວມຂອງ 'ການຕິດຕັ້ງຮາດແວ + ການປັບຕົວຊິບ + ການຊົດເຊີຽ algorithmic', ເຄື່ອງເຂົ້າລະຫັດແມ່ເຫຼັກທີ່ທັນສະໄຫມສາມາດບັນລຸຄວາມຖືກຕ້ອງສູງທີ່ໂດດເດັ່ນ:
MT6816 ບັນລຸຄວາມຜິດພາດມຸມປະສົມປະສານລະດັບລະບົບພາຍໃນ ±0.03°.
MT6835, ຫຼັງຈາກການສອບທຽບ, ປັບປຸງ Integral Nonlinearity (INL) ຈາກ ±1° ເປັນ < ±0.07° , ມີອຸນຫະພູມເຕັມ drift < ±0.08°.
ບາງວິທີແກ້ໄຂລະດັບສູງສາມາດເພີ່ມປະສິດທິພາບ INL ເປັນ ±0.03° , ຕອບສະຫນອງຄວາມຖືກຕ້ອງໃນລະດັບ ±0.05° ທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບ gimbals ແລະ servos.
4. ບົດສະຫຼຸບ ແລະ ການຄາດຄະເນ
ໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວ, ການເລື່ອນມຸມຂອງລະຫັດແມ່ເຫຼັກແມ່ນຜົນມາຈາກການລົບກວນ superimposed ຈາກກົນຈັກ, ຄວາມຮ້ອນ, ໄຟຟ້າ, ແລະປັດໃຈອື່ນໆກ່ຽວກັບສັນຍານພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ. ບໍ່ມີການປິ່ນປົວດຽວ - ທັງຫມົດ; ການແກ້ໄຂຄວນຈະປະຕິບັດຕາມຫຼັກການຂອງ 'ຮາດແວເປັນພື້ນຖານ, calibration ເປັນຫຼັກ, ແລະວິທີການເປັນການສໍາເລັດຮູບ' :
ຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການຕິດຕັ້ງແມ່ນພື້ນຖານ – ຊ່ອງຫວ່າງອາກາດ, coaxiality, ແລະການຄັດເລືອກແມ່ເຫຼັກບໍ່ສາມາດເບິ່ງຂ້າມ.
ການປັບຊິບເປັນເຄື່ອງມືຕົ້ນຕໍ – ເຮັດໃຫ້ການນໍາໃຊ້ຢ່າງເຕັມທີ່ຂອງການຕັ້ງຄ່າໂຮງງານຜະລິດແລະການປັບຕົວຂອງຜູ້ໃຊ້.
ການຊົດເຊີຍລະບົບສູດການຄິດໄລ່ແມ່ນຂັ້ນຕອນທີ່ກ້າວຫນ້າ - ສໍາລັບສະຖານະການທີ່ຕ້ອງການ, ແນະນໍາການກັ່ນຕອງການປັບຕົວແລະການປັບຕົວອອນໄລນ໌.
ໃນຂະນະທີ່ການລວມຕົວຊິບສືບຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນແລະລະບົບ AI ໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີ, ຕົວເຂົ້າລະຫັດແມ່ເຫຼັກໃນອະນາຄົດຈະພັດທະນາໄປສູ່ ຄວາມສາມາດ 'ການຮັບຮູ້ຕົນເອງ, ການປັບຕົວຕົນເອງ, ແລະການຊົດເຊີຍຕົນເອງ' . ໃນຈຸດນັ້ນ, ການລອຍມຸມຈະບໍ່ເປັນການເຈັບຫົວສໍາລັບວິສະວະກອນ, ແລະຄວາມແມ່ນຍໍາແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງຂໍ້ຕໍ່ຫຸ່ນຍົນຈະບັນລຸຄວາມສູງໃຫມ່.
