Control de motor PMDC de circuito cerrado

He usado motores pequeños Mabuchi de esa manera y he logrado resultados cercanos a los que necesitas usando un sensor de velocidad que es crudo en comparación con tu rueda ranurada.

Comience la prueba controlando el motor con un tren PWM que puede ajustar manualmente hacia arriba y hacia abajo. Registre el ciclo de trabajo de PWM que le acerca a 6000 RPM, este será un nivel de potencia inicial. Luego, suba el nivel de potencia PWM en un bit, y en un bit, y registre el cambio de RPM resultante. Según los valores que registre, debería poder predecir cuánta potencia agregar o eliminar de su nivel de potencia central cada 1/10 de rotación cuando la velocidad sea demasiado alta o demasiado baja.

A esa velocidad será necesario cronometrar el intervalo entre las ranuras con un temporizador de hardware disponible en la mayoría de los microcontroladores. No podrá medir el error de velocidad de 1/10 de rotación con la suficiente precisión con el software. Un error de 1 microsegundo en la medición reducirá su presupuesto de errores.

Como se menciona en los comentarios, si tiene una carga muy dinámica, es posible que desee mejorar el sistema básico de circuito cerrado para adaptarse a las cargas cambiantes. En mi proyecto descubrí que el nivel de potencia central no era el mismo para todos los motores. Así que incorporé una función de integración de tal manera que si la suma de los errores en el tiempo no fuera 0, entonces ajustaría el nivel de mi potencia central para intentar equilibrar los errores + y -

1) Si desea obtener un RPM de +/-. 1% de precisión, debe verificar que el número de pulsos observados durante un período determinado no se desvíe por el número esperado de pulsos en más de +/-. 1%. El número mínimo de pulsos esperados para hacer cumplir esto es 1 / .001 = 1000 pulsos, lo que requeriría que los pulsos observados también sean exactamente 1000 (p. Ej., Si mide 1001 pulsos, ¿cómo sabría si estaba apagado en .1% o .15%?).

Si está recibiendo 1k pulsos / seg, entonces requerirá 1 segundo para recopilar suficientes pulsos para decidir si necesita aplicar retroalimentación positiva / negativa a través de PWM. Sin embargo, esto solo garantizará un 'promedio' de 100Hz durante la duración del muestreo y mostrará la especificación adicional de 'jitter de frecuencia' que no se mencionó en la pregunta original. No se puede garantizar una frecuencia instantánea, ya que esto requeriría calcular la pendiente de dos muestras cercanas infinitesimalmente. Por lo tanto, la precisión de '+/-. 1%' de una RPM / frecuencia debe ir acompañada por la duración promedio. En este caso, impongamos la duración del promedio de frecuencia como diez revoluciones de eje, o 10 * 60s / 6000 RPM = 100 ms. Esto es 10 veces menos que la duración de muestreo de 1s determinada anteriormente, por lo que necesitaría aumentar las ranuras / revolución y / o aumentar la velocidad del eje del codificador óptico (por ejemplo, a través de la aceleración del engranaje) de manera adecuada.

Necesitaré actualizar esta respuesta con las consideraciones del lado de control (resolución PWM, jitter del reloj), así como con el método de ajuste (es decir, cómo reaccionar cuando el conteo / período observado no es el esperado).