Beschleunigungsvorsteuerung

Konfigurierung

Zur Verwendung der Beschleunigungsvorsteuerung ist zunächst in P-AXIS-00223 die Beschleunigungsvorsteuerung und die Ausgabe des Beschleunigungsvorsteuerwertes als additiver Sollwert zu konfigurieren:

vorsteuer.vorsteuerung 0x202 #0x002: Activation acceleration feedforward
#0x200: Output as additive torque command value

Zusätzlich ist in den zyklischen Prozessdaten der additive Drehmoment/Stromsollwert zu konfigurieren.

Wird die Ausgabe der Beschleunigungsvorsteuerung als additiver Sollwert aktiviert und ist in den zyklischen Prozessdaten der additiver Drehmoment-/Stromsollwert nicht konfiguriert, so wird die Fehlermeldung 70351 (siehe P-ERR-70351) ausgegeben.

Berechnung Drehmoment

Bei der Beschleunigungsvorsteuerung über einen additiven Drehmoment/Stromsollwert wird anhand der Gleichung

das vom Motor aufzubringende Drehmoment berechnet.

Dieses Drehmoment wird in das vom Motor verwendete Format umskaliert und an den Antrieb ausgegeben.

Da zur Berechung der Winkelbeschleunigung Wissen über den mechanischen Aufbau der Achse benötigt wird, ist es ratsam die Wegauflösung der Achse durch Angabe der Parameter P-AXIS-00092, P-AXIS-00363, P-AXIS-00362, P-AXIS-00334 und P-AXIS-00223 zu konfigurieren.

Wenn einer der beiden Parametern P-AXIS-00363 und P-AXIS-00362 ein Wert ungleich 1 zugewiesen wird, berechnet sich die Wegauflösung nach der Formel:

Parametersatz

Für eine Achse mit einer Motorgeberauflösung von 2²⁰ Inkrementen pro Umdrehung, einer Getriebeübersetzung von 3 und einer Spindelsteigung von 5 mm/U ergibt sich der folgende Parametersatz:

antr.feed_const_num 50000 #feedconstant 5mm per revolution
antr.feed_const_denom 1 #
getriebe[].incr_per_rev 10485676 #2**20 increments per motor revolution
getriebe[].wegaufz 3 #gearbox ratio: input revolutions
getriebe[].wegaufn 1 #gearbox ratio: output revolutions

Als weiterer Parameter wird die gesamte Motorlast (J_ges) benötigt. J_ges setzt sich zusammen aus Summe der Trägheitsmomente des Motors und des auf die Motorwelle bezogenen Lastmoments. Der resultierende Wert ist in Parameter P-AXIS-00391 in der Dimension kg*m² einzutragen.

getriebe[].load 0.48   #Total motor load 0.48 kg*m**2

Mit den nun vorliegenden Parametern ist es möglich das benötigte Motormoment zu berechnen. Zur Berechnung des an den Antrieb auszugebenden Drehmoment/Stromsollwertes sind noch die folgenden Parameter nötig:

Das Nennmoment des Motors als Bezugsgröße für die Drehmomentskalierung in P-AXIS-00392 sowie den Drehmomentskalierungsfaktor in den Parametern P-AXIS-00325 und P-AXIS-00326.

Der Wert für P-AXIS-00392 kann dem Motordatenblatt entnommen werden:

antr.acc_reference_value 0.45  #stall torque in Nm

Für die Parameter P-AXIS-00325 und P-AXIS-00326 ist der Wert anzugeben, der als additiver Drehmomentsollwert ausgegeben werden muss, damit der Motor sein Nennmoment abgibt. Dieser Wert ist abhängig von der im Antrieb verwendeten Drehmomentskalierung.

Wird zum Beispiel bei einem Antrieb eine prozentuale Gewichtung in 0,1% bezogen auf den Maximalstrom des Antriebsverstärkers verwendet so ergibt sich bei einem Maximalstrom von 3,16 A und einem Nennstrom von 1,58 A für P-AXIS-00325 und P-AXIS-00326:

Mögliche Werte für P-AXIS-00325 und P-AXIS-00326 wären damit z. B:

antr.torque_scale_num        500
antr.torque_scale_denom        1

Zusätzlich kann noch die Ausgabe des Beschleunigungsvorsteuerwertes gegenüber dem Lagesollwert verzögert werden, diese Verzögerung kann durch den Parameter P-AXIS-00390 eingestellt werden.

Die maximal einstellbare Verzögerungszeit beträgt einen Lagereglertakt. Wird eine größere Verzögerungszeit parametriert, so wird die Fehlermeldung 70348 (siehe P-ERR-70348) ausgegeben und die Verzögerungszeit auf 0 gesetzt.

Durch die Parameter P-AXIS-00225 und P-AXIS-00226 kann der auszugebende Vorsteuerwert gewichtet werden. Im folgenden Beispiel wird der Vorsteuerwert mit dem Faktor 1,2 gewichtet.

vorsteuer.vs_a_faktor 12 # Weighting acceleration feedforward numerator
vorsteuer.vs_a_nenner 10 # Weighting acceleration feedforward denominator

Der resultierende Parametersatz ist damit:

vorsteuer.vorsteuerung 0x202 #0x002: Activation acceleration feedforward
#0x200: Output as additive torque command value
antr.feed_const_num 50000 #feedconstant 5mm per revolution
antr.feed_const_denom 1 #
getriebe[].incr_per_rev 10485676 #2**20 increments per motor revolution
getriebe[].wegaufz 3 #gearbox ratio: input revolutions
getriebe[].wegaufn 1 #gearbox ratio: output revolutions
antr.acc_reference_value 0.45 #stall torque in Nm
antr.torque_scale_num 500
antr.torque_scale_denom 1
vorsteuer.acceleration_delay_time 150 # Delay acceleration feedforward against
# position command value in us
vorsteuer.vs_a_faktor 12 # Weighting acceleration feedforward numerator
vorsteuer.vs_a_nenner 10 # Weighting acceleration feedforward denominator