Шаговый генератор на STM32 (STEP/DIR/ENBL)

[Сергей Саныч]

S-кривую разгона надо строить исходя не из умозрительных представлений (квадратичная, кубическая...), а обеспечивать минимизацию высших производных по времени от перемещения (третьей и выше).
И главное, не забывать, что это должно работать на реальном станке и приносить какую-то пользу (сокращение времени обработки, уменьшение вибраций).
А так - просто упражнение в программировании. Хотя и это неплохо

[MX_Master]

S-кривую разгона надо строить исходя не из умозрительных представлений (квадратичная, кубическая...), а обеспечивать минимизацию высших производных по времени от перемещения (третьей и выше).
И главное, не забывать, что это должно работать на реальном станке и приносить какую-то пользу (сокращение времени обработки, уменьшение вибраций).
А так - просто упражнение в программировании. Хотя и это неплохо

Приведите наглядный пример, формулу. Ну а насчёт программирования, помню давали на информатике задачку в Турбо Паскале, но я её решил таким способом, который учитель не знал. А всё потому, что я не знал "как надо".

График разгона это функция от времени(F(t)) а не от позиции...

Приведи наглядный пример.

А почему бы не использовать кусочно-линейную интерполяцию? Вся математика сведётся к сложению-вычитанию и, возможно, табличному преобразованию...

На высоких частотах примерно так и будет, т.к. перерасчёт и изменение скорости происходит с частотой 10 КГц.

ВСЕМ
Буду пробовать все варианты (и те, которые подскажите) на своём станочке с 86-ми шаговиками (118мм). У меня там и ШВП есть, и прямая зубчатая передача, и зубчатая передача через планетарный редуктор. Вощем, есть место для ширины испытаний.

[Сергей Саныч]

Приведите наглядный пример, формулу.

Если есть в упомянутой выше программе дифференцирование, то легко можно проанализировать и сделать выводы, какие функции больше подходят.
Готовых формул у меня нет, но если бы я занялся этим вопросом, то прежде всего сделал бы математическую проработку.

[MX_Master]

Попробую прикинуть формулы сегментов для F(t)

[spike]

S-кривую разгона надо строить исходя не из умозрительных представлений (квадратичная, кубическая...), а обеспечивать минимизацию высших производных по времени от перемещения (третьей и выше).

Кривую разгона, конечно, нужно строить в соответствии с физикой (школьной вполне достаточно для начала). А вот минимизировать нужно время прохождения траектории при отсутствии превышений заданных значений производных.

прежде всего сделал бы математическую проработку

Обязательно и необходимо сначала создать математическую модель. MathCAD, MathLAB - в помощь, а не калькулятор прикольный (красиво, конечно, но...)

Исключительно для того чтобы светлая голова не упражнялась в "циферкогонянии", а озадачилась действительно задачей, напоминаю:
1. Путь измеряется в метрах (шагах);
2. Скорость измеряется в метрах в секунду (шагах в секунду);
3. Ускорение - это скорость изменения скорости - вторая производная функции позиции от времени - измеряется в м/(с*c) или в шагах/с/с;
и в виде подсказки:
4. Есть секреты (не мои);
5. Почти все врут (ну или просто не афишируют ) - насчет кривых, и, особенно, "S"...

[MX_Master]

Как много хороших советов, аж выбрать никак не могу )))

Для такой фигни матлаб не нужен. Сделаем трехсегментный разгон, и чтоб процент каждого можно было менять. Вечером графики запилю.

[solo]

тема очень интересная но я к моему глубокому сожалению мало, что понимаю
но читая аналогичные темы была сказано (не мною), что основная проблема S образной кривой разгона это в текущий момент просчитать конечную точку остановки ....

Сделаем трехсегментный разгон

а если сделать таблицу ускорений в зависимости от текущей скорости и в расчетах использовать то ускорение в зависимости от того с какой скоростью в данный момент движется станок , ведь как правило ШД с ростом скорости момент теряет и соответственно станок может двигаться с меньшим ускорением , но большей скоростью , а на малых скоростях , рабочей подаче , можно использовать большее ускорение . Как правило сейчас станок настраивается на мах скорость, а это приводит к тому, что ускорение снижается и выполнение Ж кода замедляется ......

[Сергей Саныч]

основная проблема S образной кривой разгона это в текущий момент просчитать конечную точку остановки ....

Да бог бы с ней, с конечной точкой. Вот как обеспечить, чтобы все промежуточные точки траектории на минимум трех осях совпадали
Поэтому максимум что встречал с S-кривой - это реализация команды G0. Когда важна только конечная точка, а траекторию никто не гарантирует.
Ну и еще вариант небольшого "смягчения углов" на кривой скорости. В пределах допустимых погрешностей, как сделано в Степмастере.

а на малых скоростях , рабочей подаче , можно использовать большее ускорение . Как правило сейчас станок настраивается на мах скорость, а это приводит к тому, что ускорение снижается и выполнение Ж кода замедляется ......

я задавался этим вопросом, когда только-только начинал разбираться с LinuxCNC Динамическое управление ускорением #1

[wldev]

Ну вы блин даёте... у меня в WLMotion S разгон и по линии и по кругу и всё совпадает...

[michael-yurov]

Ну вы блин даёте... у меня в WLMotion S разгон и по линии и по кругу и всё совпадает...

Ну вот а нам простым смертным вопрос кажется довольно сложным.
Как реализовать S-кривую для дуги в многомерном пространстве с учетом разных допустимых скоростей и ускорений по осям я еще понимаю...
но как при этом еще и сегменты состыковать и корректно рассчитать допустимые скорости на каждом стыке - мне очень сложно представить.
К сожалению, классический метод соединения дугами с допустимым отклонением от вершины мне не очень нравится.
Вопрос расчета S-кривой по многомерной траектории усугубляет то, что задача может иметь множество вариантов решения, и как найти лучший я не представляю. Представляю лишь, как отобрать наиболее удачный из нескольких.

P.S. правда я и не пытаюсь решать данную задачу. Передо мной сейчас стоят другие сложные для меня вопросы по схожей теме.

[wldev]

Ну вот а нам простым смертным вопрос кажется довольно сложным.

Ну зачем же так)))

но как при этом еще и сегменты состыковать и корректно рассчитать допустимые скорости на каждом стыке - мне очень сложно представить.

Ну вот например:
1. Вставляйте стыковочный элемент(ы) в таекторию, например дугу, эллипс, спираль, линии....
2. Делаете что то на подобие ПИДа для каждой оси, который не даст резко изменить скорость. это даст вам сглаживание. И одновременно сигнализирует о необходимости снижения скорости движения по траектории.

Вопрос усугубляет то, что задача может иметь множество вариантов решения, и как найти лучший я не представляю. Представляю лишь, как отобрать наиболее удачный из нескольких.

У нас на производстве есть пром роботы KUKA(6 угловых координат) вот когда я начал рассчитывать обратную кинематику.. (из X Y Z A B C в A0---A6) вот там действительно множество решений... и надо выбрать один

[michael-yurov]

(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)

Ну вот например:
1. Вставляйте стыковочный элемент(ы) в таекторию, например дугу, эллипс, спираль, линии....
2. Делаете что то на подобие ПИДа для каждой оси, который не даст резко изменить скорость. это даст вам сглаживание. И одновременно сигнализирует о необходимости снижения скорости движения по траектории

Да, понимаю. Это классический алгоритм, используемый в большинстве планировщиков движения. Он математически точен,
но я пошел по другому пути с более хитрыми рекурсивными вычислениями с оптимизацией за счет нескольких итераций. Такой подход ближе к реальной физике и больше похож на принятие решений человеческом в подобных задачах.
В данный момент ломаю голову над тем, как минимизировать количество настроек для такого планировщика, сделать их более понятными и не дать человеку, задающему настройки, ошибиться.

Вот, интерфейс окна настроек уже набросал:

[wldev]

В данный момент ломаю голову над тем, как минимизировать количество настроек для такого планировщика, сделать их более понятными и не дать человеку, задающему настройки, ошибиться.

В любом случае все "отхождения" от траектории должны быть предсказуемыми и лимитированными.

В данный момент ломаю голову над тем, как минимизировать количество настроек для такого планировщика, сделать их более понятными и не дать человеку, задающему настройки, ошибиться.

Понятно, я для этого и сделал отображение реальной траектории перед её выполнением, для понимания и избежания ошибок.

[Serg]

Ну вы блин даёте... у меня в WLMotion S разгон и по линии и по кругу и всё совпадает...

Это тебе так кажется...
Оно в принципе и будет примерно совпадать, если одновременно работающие оси будут с примерно одинаковыми характеристиками (ускорениями).

(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)

P.S. Сейчас кое кто придёт и объяснит вам, что всё дело в правильных приводах, а планировщик тут вообще не при делах...

[Сергей Саныч]

Вот, интерфейс окна настроек уже набросал:

А что, всё просто. Интуитивно понятно. И дата релиза указана - 15 мая 2045 года

[michael-yurov]

Понятно, я для этого и сделал отображение реальной траектории перед её выполнением, для понимания и избежания ошибок.

В моем случае речь идет о микронах, и увидеть это на экране проблемно.

[wldev]

Оно в принципе и будет примерно совпадать, если одновременно работающие оси будут с примерно одинаковыми характеристиками (ускорениями).

Перед перемещением происходит адаптация параметров движения так, чтобы все оси смогли всё отработать.

[wldev]

В моем случае речь идет о микронах, и увидеть это на экране проблемно.

Ну если в масштабе 1:1 то да)))

[Serg]

Перед перемещением происходит адаптация параметров движения так, чтобы все оси смогли всё отработать.

И тут-то и возникает "неудобный" вопрос: а нафик тогда всё эти S-кривые, если все оси кроме самой медленной будут разгонятся и тормозить не по своим оптимальным S-кривым, а согласно характеристикам самой медленной (самой тажёлой) оси?..

[wldev]

И тут-то и возникает "неудобный" вопрос: а нафик тогда всё эти S-кривые

Она нужна для плавности движения, чтобы небыло резких изменений ускорения....

если все оси кроме самой медленной будут разгонятся и тормозить не по своим оптимальным S-кривым, а согласно характеристикам самой медленной (самой тажёлой) оси?..

Конечно! скорость станка в итоге всегда будет ограничена самой медленной осью...

поэтому и строят станки чтобы характеристики всех осей были примерно одинаковыми...