Перейти к блогу GetChip.net - блог        JilTE[1] - в разработке     Модификации устройств - модификации

 
Текущее время: 23 сен 2019, 03:05

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]



Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 76 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6 ... 8  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: Магнитная левитация
СообщениеДобавлено: 15 дек 2011, 21:16 
Не в сети

Зарегистрирован: 20 май 2011, 23:58
Сообщения: 547
kensi писал(а):
очевидно я не достаточно выразился.. берем уравнение расчета ПИД регулятора, и с его помощью строим два массива: в первом - все значения с датчика(с необходимым разрешением). во втором - все соответствующие им значения ШИМа, получив значение с датчика, контроллер выбирает ближайшее к нему значение из первого массива, а потом подставляет соответствующее ему значение для ШИМ... таким образом "все интегралы и дифференциалы" уже заложены в таблицу...


Ладно я честно говоря сам только в 2000гг осознал как работает PID.
При работе алгоритма ПИД кроме констант используется ещё и переменные значение которых зависит от всех приведущих значений датчика и всех управляющих воздействий. На Интеграл сигнала по сути это история изменения сигнала. Дифференциал от (Интеграла сигнала минус ошибка) есть прогноз изменения сигнала. Как всё это можно загнать в таблицу?. Не спорю возможно, но это будет многомерная таблица всех возможных значений. И поиск в ней нужного значения будет из серии HP полных задач.

Простите kensi но как бы вам не хотелось PID алгоритм на таблицах не реализовать. Если бы это было возможно то в промышленности это давно бы использовалось.

_________________
Чтобы получить правильные ответы, надо задавать правильные вопросы!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Магнитная левитация
СообщениеДобавлено: 15 дек 2011, 21:46 
Не в сети

Зарегистрирован: 20 май 2011, 23:58
Сообщения: 547
Думаю теперь когда все технические вопросы решены можно смело приступить к конструированию.

На практике есть 3 подхода к подобным устройствам.

Подход 1 создания неоднородности поля в корой благодаря особым свойствам объекта он находится в состоянии относительного покоя. Как пример мячик в вертикальной струе воды. Ну на фонтане. Или алюминиевая сковорода над индуктором.

Подход 2 использования однородного поля со стабилизацией объекта. например гироскопической

Подход 3 условно сумма 2х приведущих вариантов. те мы стабилизируем объект в поле путём динамического его изменения.

У нас я так понимаю используется 3 подход.
Теперь что называется ближе к телу.

По условию задачи магнитный поток у нас не замкнут. Мы имеем большой дисковый продольно намагниченный магнит.
Как выглядит его магнитное поле? Не трудно догадаться как. Если грубо то в виде цифры 8.
соответственно также выглядит и поле маленького дискового магнита.
Теперь опыт. Берем бальшой магнит кладём его на стол. берем маленький и аккуратно прикладываем его одноимённым полюсом сверху большого магнита. В результате взаимодействия их магнитных полей создаётся сила которая противодействует попытке сближения. (ну это всем известно). Но стоит убрать руку как магнит переворачивается. В случае редкоземельных намертво приклеиваться :D
Почему? Задают себе вопрос экспериментаторы. Если бы представить себе правильно поле то вопросы отпали бы сами по себе. Представьте что вы пытаетесь установить 2 шара один над другим. Шары обработаны с высокой точностью. Один маленький равный диаметром диаметру маленького магнита. И большой равный диаметру большого магнита.
Теперь задача уже проще как поставить два шара один на другой.
Самый простой вариант сделать в большом шаре выемку и установить в эту выемку маленький шар.
Как сделать выемку в магнитном поле?
Логично предположить что магнитное поле как любое другой может менять свою плотность. Как изменить плотность поля. Рассеять его либо его сжать. Те внести в него неоднородность. В нашем случае с помощью электромагнита.
Ставим на поверхность большого магнита по центру электромагнит. Прочно закрепляем. создаём магнитное поле направленное в противоположную сторону от создаваемого большим магнитом. Теперь мы имеем условно конфигурацию поля похожую на горизонтально лежанию цифру восемь. теперь если мы положим над поверхностью большого магнита по центру маленький одноимёнными полюсами маленький магнит то он зависнет над поверхностью большого магнита на определённой высоте.

Простите попытался объяснить максимально просто теорию как это делается

_________________
Чтобы получить правильные ответы, надо задавать правильные вопросы!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Магнитная левитация
СообщениеДобавлено: 15 дек 2011, 21:48 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 29 май 2011, 17:59
Сообщения: 3782
Откуда: Россия
Тоже подтверждаю сей факт, по константам интегральной и дифференциальной составляющих, точно просчитать их невозможно. Многократно был свидетелем, когда просчитанные и проверенные на стенде константы и близко не подходили при эксплуатации в реальных условиях. В последнее время их идеальность не посчитывают, а устанавливают по месту при испытаниях отдельно для каждого агрегата. Так как множество различных факторов вносят свои коррективы.


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Магнитная левитация
СообщениеДобавлено: 15 дек 2011, 21:58 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 29 май 2011, 17:59
Сообщения: 3782
Откуда: Россия
Да, в теории всё просто, а на практике … :D


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Магнитная левитация
СообщениеДобавлено: 15 дек 2011, 23:32 
Не в сети
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 15 май 2011, 23:00
Сообщения: 1929
Пришли "пациенты":
Вложение:
IMG_7385-.jpg
IMG_7385-.jpg [ 50.65 КБ | Просмотров: 3431 ]
Характеристики:
1 15 x 5 N42 Вес: 6.7г Сила: 4.5кг
2 15 x 3 N42 Вес: 4г Сила: 3кг
3 15 x 1.5 N42 Вес: 2г Сила: 1.6кг
4 12.5x12.5 x 2 N42 Вес: 2.2г Сила: 1.8кг

Опробовал датчик Холла (ДХ). Впринципе, ведет себя адекватно, похоже на заявленную характеристику (пробовал на 5В)
Вложение:
sshot-3.png
sshot-3.png [ 21.19 КБ | Просмотров: 3431 ]
Вложение:
Комментарий к файлу: Даташит датчика Холла
SS49.pdf [83.99 КБ]
Скачиваний: 284

Начал щупать магнит №2. При перемещении магнита вертикально вниз, ДХ начинает реагировать (изменение напряжения на 0.01в) примерно с 40 мм (он реагирует и раньше, но думаю с тысячными лучше не связываться). напряжение меняется от 2.1В (без магнита) до 0.8В (магнит лежит на ДХ). При горизонтальном смещении оптимальная высота 20 мм, при этом напряжение при соосном с ДХ магнитом 1.8В при смещении на 15мм (диаметр магнита) в сторону доходит до 2В.

Походу придется ставить операционные усилители, а так хотелось напрямую прицепить ДХ к АЦП микроконтроллера ...


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Магнитная левитация
СообщениеДобавлено: 16 дек 2011, 20:53 
Не в сети

Зарегистрирован: 20 май 2011, 23:58
Сообщения: 547
Ну сила кажется измеряется в Ньютонах.
А что имеется в виду под словом сила в описании магнитов.?

Датчики хола ИМХО не совсем такие как надо.
Сигнал всё-равно нужно усиливать. Но если выход 1 то сигнал будет сильно плыть от температуры и напряжения питания. Тут нужен датчик с диф выходом. Легко согласуется с ОУ. И проблема исчезнет.
Да очень показательный график номер 1.

_________________
Чтобы получить правильные ответы, надо задавать правильные вопросы!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Магнитная левитация
СообщениеДобавлено: 16 дек 2011, 23:19 
Не в сети
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 15 май 2011, 23:00
Сообщения: 1929
anatoliy писал(а):
А что имеется в виду под словом сила в описании магнитов.?
Это описание с сайта-магазина.
Сила магнитного поля обозначается как N42
Вот выдержка из описания:
- Марки неодимовых магнитов - Буквенным индексом N, M, H обозначают максимальную рабочую температуру, при которой сохраняются магнитные свойства, Цифровой индекс 30, 35, 38, 40, 42, 45, 50, 52, 55 - обычно говорит о силе магнитного поля и приблизительно равен значению МГсЭ данного типа магнитного материала.
- МГсЭ - Мега Гаусс Эрстеды - единица измерения магнитного поля. 1 гаусс-эрстед равен напряжённости магнитного поля, теоретически создаваемого на расстоянии 1 см от бесконечно длинного прямолинейного проводника ничтожно малого кругового сечения, по которому пропускают ток силой 5 ампер.


Сила: 4.5кг означает силу удержания (какого веса металлическую болванку сможет удержать магнит)

Да, для операционного усилителя диф сигнал - лучший вариант. Уже подумывал заводить на операционник сигналы с двух датчиков Холла. Но не хочется городить двуполярный источник питания. Плюс АЦП микроконтроллера отрицательный сигнал не прохавает. Короче, еще нужно думать.

Еще тема для размышления: Собрал соленоид (сердечник Ф8, высота 20, 300 витков, проводом Ф0.3). Полевые испытания огорчили. Если два встречных магнита начинают себя поддерживать уже на расстоянии 40мм, то чтобы добиться поддерживания магнита в 10мм над катушкой пришлось ток довести до 1 ампера (а напряженность магнитного поля от отталкивающего магнита на таком расстоянии будет на порядок выше и речи об адекватном контролировании положения объекта идти не может). Пробовал разные сердечники и оказалось что присутствие сердечника только мешает (пробовал металлический и ферритовый), так как сила с которой магнит примагничивается к сердечнику (даже ферритовому) больше силы с которой электромагнит отталкивает магнит (может это измениться если увеличить напряженность магнитного поля электромагнита? но как? я и так заведомо завысил габариты и диаметр провода)

Помогайте.


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Магнитная левитация
СообщениеДобавлено: 16 дек 2011, 23:57 
Не в сети

Зарегистрирован: 20 май 2011, 23:58
Сообщения: 547
Я имел в виду не 2 датчика хола. А использования датчика с 2 выводами без внутреннего усилителя. Ваши датчики имеет уже усилитель на борту.
По поводу 2х полярного питания оно не нужно. (если бы комп не сломался я бы нарисовал схему :-()
ОУ смотрите в сторону LM358. Питаете ОУ от 5В. максимальное напряжение на выходе что-то около 4,4-4,7В.
подключать так. датчик хола питание через резистор в 300 ом на землю и к ноге питание-. От ноги питание + через 300ом к +5В. Вполне достаточно. Выходы правый и левый к входам ОУ + и - через резисторы и резистор обратной связи с выхода на - ОУ. Соответственно номиналы резисторов выбираются исходя из необходимого усиления. (фича если нужна термостабильность можно запитать датчик хола через стабилизатор тока LM324 целы 4 ОУ :-D)
Даю наводку откуда извлечь нужные датчики. Это импульсные двигатели из FDD и в приводе шпинделя СD-DVD. Но сейчас часто попадаются коллекторные. Совсем китайцы оборзели. :-D

Что-бы вам понять как это сделать необходимо оценить потребный магнитный поток проходящий через площадь маленького магнита. для компенсации его веса. Те если разобраться в вопросе те при взаимодействии 2х магнитов магнитное поле как-бы выталкивается. Тут классическая задача взаимодействия 2х магнитных полей.

Давайте сделаем конструкцию такого вида. Большой магнит сверху маленький. а по окружности маленького 4 электромагнита. Задачи этих электромагнитов не дать соскользнуть маленькому магниту из центра большого магнита. ММ (далие маленький магнит) не как не упадёт на поверхность БМ (далие большой магнит). Он может лишь соскочить и примагнитится ребром. Вот и вся идея. мы лишь двигаем ММ и не даём ему соскочить с большого. А висит он сам из-за взаимодействия с БМ.
Не знаю как понятние объяснить.

_________________
Чтобы получить правильные ответы, надо задавать правильные вопросы!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Магнитная левитация
СообщениеДобавлено: 17 дек 2011, 00:25 
Не в сети
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 15 май 2011, 23:00
Сообщения: 1929
anatoliy писал(а):
Я имел в виду не 2 датчика хола. А использования датчика с 2 выводами без внутреннего усилителя. Ваши датчики имеет уже усилитель на борту.
Я понял, что Вы имели в виду, но я говорил о том, чтобы действительно заводить на операционники по два ДХ (1+2, 2+3, 3+1) это фактически бы давало состояние поля в точке между двумя ДХ, плюс не нужно городить напряжение смещения (в случае подключения ДХ с одним выходом) для второго входа операционника.
anatoliy писал(а):
смотрите в сторону LM358.
Уже смотрю
Вложение:
Комментарий к файлу: LM158/LM258/LM358/LM2904 Low Power Dual Operational Amplifiers
lm158-n.pdf [1.01 МБ]
Скачиваний: 361

anatoliy писал(а):
(фича если нужна термостабильность можно запитать датчик хола через стабилизатор тока LM324 целы 4 ОУ :-D)
А вот про это по подробней - не понял про что идет речь
Вложение:
Комментарий к файлу: LM124/LM224/LM324/LM2902 Low Power Quad Operational Amplifiers
lm124-n.pdf [558.5 КБ]
Скачиваний: 309

anatoliy писал(а):
Даю наводку откуда извлечь нужные датчики. Это импульсные двигатели из FDD и в приводе шпинделя СD-DVD. Но сейчас часто попадаются коллекторные. Совсем китайцы оборзели. :-D
Вот этого бы очень не хотелось делать - повторяемость конструкции будет стремиться к нулю :(
anatoliy писал(а):
Что-бы вам понять как это сделать необходимо оценить потребный магнитный поток проходящий через площадь маленького магнита. для компенсации его веса.
Задача не сделать электромагнит с каким то определенным магнитным потоком, а сделать максимально сильный электромагнит ограниченных габаритов (допустим мах 20х20х20) и током до 100мА
anatoliy писал(а):
Давайте сделаем конструкцию такого вида. Большой магнит сверху маленький. а по окружности маленького 4 электромагнита. Задачи этих электромагнитов не дать соскользнуть маленькому магниту из центра большого магнита. ММ (далие маленький магнит) не как не упадёт на поверхность БМ (далие большой магнит). Он может лишь соскочить и примагнитится ребром. Вот и вся идея. мы лишь двигаем ММ и не даём ему соскочить с большого. А висит он сам из-за взаимодействия с БМ.
Не знаю как понятние объяснить.
Не нужно понятней объяснять - это я и пытаюсь реализовать. Проблема пока в том, что сила электромагнитов неспособна адекватно влиять на ММ. Действия настолько малы, что если равновесия и удастся достигнуть, то оно будет настолько нестабильное, что любой чих в соседней комнате будет сбивать ММ. Тут или нужно решать что-то с электромагнитами или брать БМ намного меньше ММ, дабы силы воздействий магнитов и электромагнитов были соизмеримы.


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
Ответить с цитатой  
 Заголовок сообщения: Re: Магнитная левитация
СообщениеДобавлено: 17 дек 2011, 01:02 
Не в сети

Зарегистрирован: 20 май 2011, 23:58
Сообщения: 547
Вот я и говорю что нужен точный расчёт.
И физику её не обманешь.
Давайте попытаемся это сделать
Нужно замкнуть магнитный поток от управляющих электромагнитов. А в зазоре повесить ММ.
Нужно замкнуть поток от БМ и в зазоре повесить ММ. Да действительно система очень чувствительна. Но в состоянии баланса управляющие воздействия минимальны. А для сильных воздействий энергию можно и накопить. У нас же ШИМ. Берём конденсатор. И разряжаем на обмотку. (только осторожно взрыв проводника ещё никто не отменял). Ещё момент мы физически не должны дать ММ прилипнуть к БМ и ЭМ те нужно их отгородить например пластиком.

Про питания током. Стабилизированный источник тока на 1 транзисторе ОУ и ИОН. При постоянном токе питания меньше температурная зависимость чувствительности. И от одного источника можно запитать все датчики последовательно.

В своё время заставлял летать алюминивые пластины в индукторе. Но там другой принцип и управление не надо.

По своей сути это та же задача о перевёрнутом маятнике.

Попробуйте подвесить ММ над БМ на верёвочке.
Сделайте так что-бы управляющая система пыталась удержать ММ в центре. потом верёвочка отпускается и ММ весит над БМ между ЭМ. (силовые линии от ЭМ перпендикулярны силовым линиям от БМ )
Про повторяемость я бы не беспокоился. Она и так не слишком высока :-)

_________________
Чтобы получить правильные ответы, надо задавать правильные вопросы!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
Ответить с цитатой  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 76 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6 ... 8  След.

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB