Цифровой фильтр для коррекции неравномерности импульсов Step

[caha200762]

-Отличия в работе двигателей есть: немного увеличилась скорость примерно 12%, значительно увеличилось ускорение примерно в 3,7 раза. Если судить по звуку, у меня выставлено на драйверах 1/4 шага, немного мягче звук.
-Резонанса не наблюдалось, но в моем случае нужно с имитировать максимальную окружность, хорошая идея-проверю.
-Работа на дугах: были изготовлены мелкие детали, они не отличались от деталей сделанных без фильтра, по звуку немного мягче, приглушенней проходит дуги станок, не так звонко. Вообще, как еще можно проверить этот параметр.

[vovafed]

https://www.youtube.com/watch?v=6Moy42SwkoU
https://www.youtube.com/watch?v=c0h-AG961mI
чуть чуть помогу
caha200762 а какой контроллер в вашем станке

[caha200762]

На станке стоят контроллеры MOONS` SR4.

[vovafed]

http://www.cnccheap.com/index.php?route ... duct_id=59
а плата коммутации какая родная или напрямую на лпт подключены были

[caha200762]

Контроллеры, что по Вашей ссылке-они.
Плата коммутации для NC Studio - не используется. Контроллеры подключены напрямую в LPT. В электронике санка изменил подключение шпинделя для Mach. Датчики дома, пробник длины инструмента, E-stop, програмные ограничения, все это присутствует.

[vovafed]

спасибо

[michael-yurov]

Сегодня подключил фильтр и погонял станок.
Впечатления хорошие, все мои прихоти удовлетворены.

caha200762, Большое спасибо!
Очень обрадовал, т.к. я сам плату не проверял в работе. Вроде бы по расчетам все должно было быть нормально, но мало ли - вдруг где-то ошибся.
Прикрепи пожалуйста фотографии прямо к сообщению, как "вложения" (это можно сделать в режиме "стандартный ответ"), а то эти, видимо, уменьшились.
Как я понял, у тебя драйверы могут работать на частотах до 2 МГц. Может быть есть смысл установить на фильтре множитель, и настроить на драйверах более мелкий микрошаг, хотя бы в 2-4 раза?
1/4 все таки достаточно крупный. Скорость от более мелкого микрошага пострадать не должна.

И на тему режима сглаживания - на самом деле для большинства задач лучше использовать средний режим фильтрации, т.к. минимальный и жесткий, возможно не смогут полностью исправить дефекты исходного сигнала,
Вот, например, математическая симуляция траектории движения в среднем режиме, при ускорениях 500 мм/сек² и настройке в программе управления 640 шагов на мм:

(1 клеточка - 1 микрошаг)
Фильтр сглаживает траекторию на 2 импульса (микрошага) по X и по Y, т.е. инструмент отклоняется от вершины исходной траектории на 0.0044 мм.
На внешние углы это вообще никак не повлияет, т.к. инструмент огибает их по дуге, а внутренние углы будут чуть более сглажены. В данном случае радиус внутреннего угла увеличится на 4.4 мкм - это ничтожная величина по сравнению с радиусом инструмента, даже если используется гравер с радиусом кончика 100 мкм.
В минимальном режиме - возможное отклонение будет еще в 8 раз меньше. В жестком режиме - чуть больше, чем в минимальном (это сделано для возможности умножения частоты даже в жестком режиме, максимально точно повторяющем исходный сигнал).
В максимальном режиме при ускорениях осей в пределах 500 мм/сек² - отклонение от вершины не превысит 0,033 мм. Это, конечно, в 6 раз больше, чем в среднем режиме, но все же величина довольно мала, и практически не повлияет на итоговый результат, т.к. фильтр оказывает действие только в моменты резкого изменения скоростей/ускорений осей, а при движении по плавной траектории - никаких отклонений не будет.

Это я к тому, что можно смело ставить "средний" режим, и фильтр не испортит точность обработки, однако, стабильность работы возрастет значительно.
Кстати, хотел бы обратить на это внимание - фильтр не столько предназначен для увеличения предельных скоростей, сколько для обеспечения стабильной работы станка.

На тему греющегося стабилизатора - вопрос решу (но, уже, в новой версии платы).
Про стабилизированный источник питания - это я, конечно, ошибся. Не знал, как правильно написать. Конечно же достаточно, обычного трансформаторного с диодным мостом и конденсатором.

Если стабилизатор сильно греется - можно заменить его на вертикальный с радиатором, или запитать плату от 5 В источника напряжения без использования этого стабилизатора (подать +5 В на квадратную контактную площадку рядом с клеммой питания).

Датчики дома, пробник длины инструмента, E-stop, програмные ограничения, все это присутствует.

На фотографиях не видно, но на всякий случай обращу внимание на то, что если есть возможность - не стоит объединять ноль питания и GND на блоке входов.
Т.к если их не объединять - помехи от кабелей концевиков - не будут негативно влиять на работу остальной схемы.

[caha200762]

michael-yurov » 11 янв 2014г, 02:44
Как я понял, у тебя драйверы могут работать на частотах до 2 МГц. Может быть есть смысл установить на фильтре множитель, и настроить на драйверах более мелкий микрошаг, хотя бы в 2-4 раза?
1/4 все таки достаточно крупный. Скорость от более мелкого микрошага пострадать не должна.

Сегодня настроил станок так: на драйверах поставил шаг -1/8; на фильтре поставил множитель -2 и уровень фильтрации Средний; в Mach оставил настройки без изменения для чистоты эксперимента.

Погонял станок в ручном режиме на максимальных скоростях, пробовал рукой остановить ось Y и X -усилия примерно такие-же как и были 11.01.14г., но двигатели работают заметно тише, мягче.

Выточил кнопки как и 11.01.14г., без аспирации, чтобы лучше слышать работу двигателей, двигатели работают тише. Замерил размеры на выточенных кнопках-совпадают, взял у друга брелок вставил новые кнопки-подошли, работают хорошо.

Думаю, что у меня фильтр работает хорошо. Хотелось бы узнать, как работает фильтр у других.

[michael-yurov]

Замерил размеры на выточенных кнопках-совпадают, взял у друга брелок вставил новые кнопки-подошли, работают хорошо.

А сам Mach3 настраивал в блоке CV Control (Constant Velocity)? Потому как если этого не сделать - Mach3 будет очень сильно срезать траекторию на углах. И фильтр тут уже не поможет.

[caha200762]

Да, так настроен Mach.

[vovafed]

я на работе немного поигрался с фильтром успел погонять только одну ось
станок: ременный редуктор, реечный привод, микрошаг 1\16 драйвера леадшайн
он работает достаточно мягко и без фильтра поэтому ощутимой разницы не заметил
сейчас караулю когда освободится станок с приводом на швп разница должна быть более ощутимой
заодно хочу к Mesa 5i25 попробовать подключить распиновка платы совпадает с прошивкой

[michael-yurov]

он работает достаточно мягко и без фильтра поэтому ощутимой разницы не заметил

С физической точки зрения фильтр можно представить как вязкую упругую муфту, поэтому при наличии ременного редуктора эффект может быть и не особо заметен.
Естественно, упругость "муфты" зависит от настроек степени фильтрации.
У знакомого плазма с большими моторами и прямым приводом на рейку, и при подтормаживании Mach3 слышны сильные удары при движении станка, и, естественно, в моменты таких ударов станок часто "срывается". Вот в том случае фильтр бы проглотил бы такие косяки и станок бы уже не срывался бы в пропуск шагов.

сейчас караулю когда освободится станок с приводом на швп разница должна быть более ощутимой

Она довольно хорошо заметна, если попробовать задрать ускорения выше вменяемых значений (естественно, этого не стоит делать для нормальной работы), и эффект от фильтр должен стать заметным, особенно при высоком уровне фильтрации.
Вообще, фильтр практически не влияет на хороший сигнал, так что чуда произойти не должно, но практически полностью устраняет все дефекты, которые могут приводить к срыву шаговых моторов.
Поэтому, скорее всего, при подключении к MESA разницы в работе не будет.
Ну, разве что - добавится небольшой эффект от S-ускорения, но он в реальности практически не заметен.

[vovafed]

да похоже ременный редуктор гасит часть удара на ускорении
стоит материнка с хорошей латентностью сигнал хороший должен быть плюс большой микрошаг сглаживат
с месой проблема другая почему то не со всеми платами работает
или не хватает быстродействия входных микросхем или входное сопротивление как то гасит сигнал

[michael-yurov]

с месой проблема другая почему то не со всеми платами работает
или не хватает быстродействия входных микросхем или входное сопротивление как то гасит сигнал

Может у Месы выход 3.3 В?
Быстродействия должно хватать (до 4,5 МГц должно воспринимать).
Или может быть что-то не то с подключением нулевого провода?

[vovafed]

спасибо я и не догадался там есть переключатель 5 вольт и 3.3 вольта надо посмотреть в каком положении стоит

[Serg]

Он переключает только входы на предмет можно на них подавать 5В или нет. На выходах в любом случае будет максимум 3.3В.

У фильтра на входе ведь стоят ТШ - он должен нормально работать при вх сигналах от 2.4В.

[vovafed]

машинный перевод вроде как и входы и выходы устанавливает
ТОЛЕРАНТНОСТЬ 5V ввода / вывода
FPGA используется на 5I25 имеет 4V абсолютное максимальное входное напряжение
спецификация. Чтобы разрешить взаимодействие с 5V входов, 5I25 имеет автобусные переключатели на всех портов ввода / вывода.
Автобусные коммутаторы работают путем включения и выключения, когда входное напряжение превышает заданный порог.
Опция толерантность 5V ввода / вывода по умолчанию и обычно следует оставить включенным.
Для высокоскоростных приложений, где только 3,3 максимальные сигналы присутствуют и
превышение зажима желательно, опция толерантность 5V ввода / вывода могут быть отключены. W3 управления
опция толерантность 5V ввода / вывода. Когда W3 на умолчанию верхнем положении, режим терпимости 5V
является включен. Когда W3 находится в нижнем положении, режим допуска 5V отключена. Обратите внимание, что
W3 контролирует 5V толерантности как на Р2 и Р3 разъемов ввода / вывода.
W3 также выбирает резистора напряжение подтягивающие, когда режим допуска 5V ввода / вывода
выбран, подтягивающие резисторы ввода / вывода с питанием от 5V. Если режим допуска 5V ввода / вывода
отключен, подтягивающие резисторы ввода / вывода с питанием 3.3V.

[michael-yurov]

Он переключает только входы на предмет можно на них подавать 5В или нет. На выходах в любом случае будет максимум 3.3В.
У фильтра на входе ведь стоят ТШ - он должен нормально работать при вх сигналах от 2.4В.

Не, у них есть довольна большой гистерезис реакции на входное напряжение.
При чем границы переключения триггера сдвигаются пропорционально напряжению питания:

При питании чуть больше 5 В и уровнях входного сигнала 0-3 В - триггер Шмитта вполне может не переключиться при поступлении сигнала высокого уровня.

Если причина в этом - можно запитать плату фильтра от 5-6 В, тогда после стабилизатора питание платы будет уже около 3-4 В, и вполне возможно - она будет нормально функционаировать, т.к. сместится и верхняя граница переключения триггеров Шмитта,
правда что будет с блоком входов и реле - не знаю, вполне могут выйти из строя.

[Serg]

машинный перевод вроде как и входы и выходы устанавливает

Как думаешь кто лучше знает - даташит на FPGA или машинный перевод?..

[vovafed]

Как думаешь кто лучше знает - даташит на FPGA или машинный перевод?..

ну я думаю логически напряжение устанавливается подтягивающими резисторами
какое напряжение на резисторах такой и уровень сигнала(чуть меньше)
любой контакт можно назначить как вход или выход
но тут еше есть подтягивающие на интерфейсной плате
может поэтому некоторые платы работают некоторые нет зависит от сопротивления подтягивающих резисторов на плате
в любом случае проверю отпишусь появился юсби осцилограф можно замерить уровни сигналов