Die Version 4.4 unserer Firmware ist ab sofort verfügbar! Eines der neuen Hauptfunktionen in dieser Revision, ist der sogenannte FIR-Filter für Eingangssignale in der Positions- und Geschwindigkeitssteuerung. Mit Hilfe dieses Filters, kann das Verhalten der Steuerung enorm verbessert werden. Zwei der gängigsten Situationen wollen wir Ihnen exemplarisch im Folgenden erläutern:
Cyclic mode setpoint profiling
Oft wird diese Funktionalität als “linearer interner Profiler” oder als “Sollwert-Interpolation” bezeichnet. Letztendlich geht es darum, dass der Reglersollwert mit bis zu 4 kHz interpoliert wird, während der Sollwert auf dem Feldbus mit geringerer Sample-Rate vorliegt.
Ein Beispiel aus der Praxis verdeutlicht diese Funktionalität:
Wenn Ihr Master eine neue Position mit 1 kHz und konstanter Geschwindigkeit an den Servo-Regler sendet, würde der Sollwertverlauf, der z.B. jede Millisekunde um 4 Inkremente erhöht wird, etwa so aussehen: …20, 24, 28, 32… und zwar bei einer Aktualisierung, die jede Millisekunde erfolgt.
Wie Sie sehen, erfolgt die Aktualisierung der Position mit einer Schrittweite von 4 Ticks. Obwohl diese Schritte sehr klein sind und sehr schnell aktualisiert werden, ist ein gut abgestimmter Positionsregler in der Lage, den neuen Werten teilweise oder vollständig zu folgen – insbesondere, wenn Funktionen wie Geschwindigkeits-Vorsteuerung aktiv sind.
Einige wenige Inkremente Abweichung können für Ihre Trajektorie vernachlässigbar sein – der praktische Effekt, der sich daraus ergibt, ist dennoch deutlich wahrnehmbar: Sie hören ihn als Geräusch!
Sie können diesen Effekt als eine Art „singenden” Ton mit konstanter, hoher Frequenz hören – er tritt während der Bewegung im Positionsregelung-Modus auf. Je schneller Sie sich bewegen, desto lauter wird dieses Geräusch wahrzunehmen sein. Bei einer Geschwindigkeitsregelung, werden Sie solch einen Ton nicht wahrnehmen.
Unser Ziel ist es, den Abstand zwischen einzelnen Reglersollwerten zu reduzieren, indem wir die Position bei jedem Regelzyklus um einen möglichst kleinen Wert erhöhen. Dadurch wird folgt der Regler einem glatteren Sollwertverlauf, der eine bessere Regelung ohne akustische Störung.
Indem wir die FIR-Filterordnung auf 3 setzen (was impliziert, dass jedes Inkrement auf vier Inkremente verteilt wird), teilen wir dem Servoregler mit, dass wir beabsichtigen, den Befehl jede Millisekunde zu aktualisieren, und wir möchten, dass der Interpolator für die Trajektorie die 4 Regelzyklen zwischen den einzelnen Aktualisierungen berücksichtigt.
Die daraus resultierende Trajektorie aus Sicht der Steuerung sieht folgendermaßen aus: 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28… Dies ist eine Interpolation der Trajektorie basierend auf den Sollwerten, die zu einer glatteren Referenz führt, die passend zur nativen Aktualisierungsrate der Steuerung berechnet wird!
Fantastisch! Standardmäßig ist das FIR-Filter Wert auf 3 eingestellt. Wenn Sie Ihren Regler nicht mit 1 kHz betreiben, sollten Sie diesen Wert entsprechend anpassen. Details hierzu finden Sie in unserer Dokumentation.
KOMMUNIKATIONS-JITTER UND EINGANGSWERTE-GLÄTTUNG
Wenn Ihr Master nicht über Distributed Clock synchronisiert ist, driften die Takte der einzelnen Servoregler in einem Multi-Achsen-System und des Netzwerk-Masters auseinander und führen zu einem Aliasing-Effekt, der die Güte der Bewegung drastisch beeinträchtigen kann.
Eine Möglichkeit, um diesen Effekt zu mindern, besteht darin, dass Sie den FIR-Filter-Wert möglichst hoch einstellen, was zu einer Glättung der Trajektorie führen wird. Dieser Ansatz erlaubt es Ihnen, Ihren Regler scharf einzustellen.
Falls die kleine Latenz in der Trajektorie, die durch den FIR-Filter erzeugt werden, für Ihre Applikation nicht entscheidend ist, ist die Verwendung des FIR-Filters eine sehr gute Option, die Bewegungsgüte auch ohne Distributed Clock hoch zu halten.
UND NOCH VIELES MEHR!
Nicht zu vergessen: Das “Halt”-Bit wird jetzt auch im Homing-Modus unterstützt.
Viele Fehler aus v4.2 wurden ebenfalls behoben, nehmen Sie sich bitte die Zeit für ein Upgrade und entdecken Sie die Leistungsverbesserungen!
Ihr Feedback ist uns wichtig! Bitte kommen Sie auf uns zu, wir unterstützen Sie gerne.
Den Blog-Post zu früheren Firmware-Versionen finden Sie hier >>
