HR4988驱动步进电机机械限位检测问题请教

yangpeng012 · 发表于 2017-12-19 22:45:37

本帖最后由 yangpeng012 于 2017-12-20 21:00 编辑

各位大侠：
目前在做一个跟踪天线项目，用HR4988步进电机驱动芯片来控制步进电机，步进电机控制轴通过皮带轮控制地面天线旋转轴。
            1. 传动比。  步进电机全步模式工作时，一个脉冲走1.8°，步进电机全步走1500步对应天线转360°，也就是1500*0.24°=200*1.8，所以传动比为7.5:1
            2. 上电机械限位检测。地面端设置了机械限位，yaw方向旋转从顺时针限位到逆时针限位可以转600°，所以上电的时候需要检测机械限位，然后把初始位置设置在中点处，这样左右都可以转300°。初始上电检测每次顺时针转90°，然后根据系统的捷联惯导（包括一组陀螺仪+加速度计+磁罗盘）融合的航向反馈看角度变化是否超过60°可以检测出限位，然后转到中点处。这个经验证是可以的
            3. 系统运行过程中限位检测。 本来很理想的认为转到中点以后，通过计算累计步数可以准确的知道是否到了限位，但是遇到这样一个问题（都是在全步模式下，步进电机带负载，其实就是皮带轮传动），第一情况连续走1000步，第二种情况走8步，停，再走13步，停，再走10步，停，再走8步...... 这样累计走1000步，这两种方式实际转过的角度是不一样的，而且差别很大，走走停停这种转动总角度比连续走1000步少40多度，有人知道这个问题是为什么吗？有解决的思路吗？

HR4988芯片最高可以细分到1/128步，通过细分可以解决问题吗？
还有一个思路就是通过在HR4988的Vin脚串联一个电流采样芯片，通过采样到机械限位时的电流情况捕获yaw转动到达机械限位的情况，初步看了一下电流，步进电机不动的时候即锁步电流最大大约400mA，到达机械限位堵转大概300多mA, 正常转动电流最小100多毫安. 通过这种方式检测靠谱吗?
请问加速启动的起点频率和加速到最高速度的频率可以设置为多少？10Hz～2000Hz可以吗？能否说一下经验值

gzhuli · 发表于 2017-12-19 22:55:33

步进电机瞬间起停会失步，需要S形曲线加减速。

yangpeng012 · 发表于 2017-12-19 23:05:25

本帖最后由 yangpeng012 于 2017-12-19 23:09 编辑

gzhuli 发表于 2017-12-19 22:55
步进电机瞬间起停会失步，需要S形曲线加减速。

非常感谢!!! 细分也解决不了问题吗? 我的应用是实时根据目标物的位置变化控制自己的yaw位置进行追踪, 目前只能起起停停

gzhuli · 发表于 2017-12-19 23:11:12

yangpeng012 发表于 2017-12-19 23:05
非常感谢!!! 细分也解决不了问题吗? 我的应用是控制位置, 目前只能起起停停 ...

细分和加减速是两回事，具体算法网上有介绍，不差钱的话可以用ST的L6470，自带加减速控制引擎。

winsunhy · 发表于 2017-12-20 06:58:45

连续走1000步和间断走1000步哪个走的角度小？如果是连续走的小，有可能是丢步了。另外你也可以空载试下两个走的角度一样不。

yangpeng012 · 发表于 2017-12-20 10:16:57

winsunhy 发表于 2017-12-20 06:58
连续走1000步和间断走1000步哪个走的角度小？如果是连续走的小，有可能是丢步了。另外你也可以空载试下两个 ...

是走走停停转动的总角度小！

yangpeng012 · 发表于 2017-12-20 11:02:38

gzhuli 发表于 2017-12-19 23:11
细分和加减速是两回事，具体算法网上有介绍，不差钱的话可以用ST的L6470，自带加减速控制引擎。 ...

我每次控制只走20步以内，然后停一下，然后在走20步，这样呢加减速能发挥作用吗？

avr_sz · 发表于 2017-12-20 11:14:47

版主的方法好，学习了

河图洛书 · 发表于 2017-12-20 12:41:35

机械通过压力值来进行限位

河图洛书 · 发表于 2017-12-20 12:43:55

楼主带的是什么天线啊，是如何跟踪目标的，用的是什么算法啊

chen_ym · 发表于 2017-12-20 12:49:41

外包给我做吧

yangpeng012 · 发表于 2017-12-20 14:16:33

河图洛书发表于 2017-12-20 12:43
楼主带的是什么天线啊，是如何跟踪目标的，用的是什么算法啊

定向天线，姿态融合用ekf，位置控制还在调

Error.Dan · 发表于 2017-12-20 14:30:51

具体到每个步进电机都会有一个特点的频矩曲线，简单来说就是速度越高力矩越小，同时物理设备在启动和停止的时候需要的力量是维持静止不动和匀速运行时的N倍（N取决于物理条件，一般大于10，也就是差一个数量级），如果不在启动和停止的时候做加减速处理，上来就给一个高速的话毫无疑问电机是拖不动设备的，而单纯的步进电机又是开环的，你也不知道拖没拖动，然后就丢步了。

其次，你这里是频繁的进行启停，而且传动系统看起来刚度又不大（塑料齿轮？？？）这样典型的随机累积误差在开环系统中你是消除不掉的，除非你搞个编码器之类的把位置反馈做起来。

最好的办法如同大佬所说上加减速，而且基本上有加减速以后你可以很轻松的试出来你这个系统能承载多高的速度和加速度，一般步进电机不会太高的。
其次，不差钱就直接换闭环步进吧，又贵不了几个钱，省掉的时间干点啥不好~

wkman · 发表于 2017-12-20 15:59:35

HR4988 35V2A 驱动42及其以下步进可以，，，57步进用不了

gzhuli · 发表于 2017-12-20 16:17:39

yangpeng012 发表于 2017-12-20 11:02
我每次控制只走20步以内，然后停一下，然后在走20步，这样呢加减速能发挥作用吗？ ...

1.8度步进电机的话20步有36度了，加上细分有几百个脉冲，加减速有足够空间发挥作用。

yangpeng012 · 发表于 2017-12-20 17:24:30

wkman 发表于 2017-12-20 15:59
HR4988 35V2A 驱动42及其以下步进可以，，，57步进用不了

我的步进电机是42的！

yangpeng012 · 发表于 2017-12-20 17:25:03

gzhuli 发表于 2017-12-20 16:17
1.8度步进电机的话20步有36度了，加上细分有几百个脉冲，加减速有足够空间发挥作用。 ...

非常感谢您！正在调加减速的实现！

yangpeng012 · 发表于 2017-12-20 17:30:06

本帖最后由 yangpeng012 于 2017-12-20 17:43 编辑

Error.Dan 发表于 2017-12-20 14:30
具体到每个步进电机都会有一个特点的频矩曲线，简单来说就是速度越高力矩越小，同时物理设备在启动和停止的 ...

非常感谢您的提示！我位置上其实有个反馈就是以mems磁罗盘和陀螺仪为主融合出来的yaw角度，但是这个值不是很准，mems+磁罗盘你懂得...
请问闭环步进指的是什么？驱动芯片吗？能否推荐一款！！！ST的L6470可以吗？

请问加速启动的起点频率和减速的停止频率可以设置为多少？10Hz可以吗？

Error.Dan · 发表于 2017-12-20 18:14:22

yangpeng012 发表于 2017-12-20 17:30
非常感谢您的提示！我位置上其实有个反馈就是以mems磁罗盘和陀螺仪为主融合出来的yaw角度，但是这个值不 ...

问google吧，上不了google问bing也行。

yangpeng012 · 发表于 2017-12-20 20:23:46

Error.Dan 发表于 2017-12-20 18:14
问google吧，上不了google问bing也行。

HR4988驱动步进电机机械限位检测问题请教

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