Motor Controller Configuratie

Het forum voor alle technische vragen en antwoorden

Moderator: Moderators

ProjectM
Posts: 1
Joined: Thu Dec 08, 2016 11:13 am

Motor Controller Configuratie

Postby ProjectM » Thu Dec 08, 2016 12:25 pm

Hoi Allemaal,

Met een groep studenten zijn we bezig met het ontwerpen en bouwen van een exoskelet voor mensen met een dwarslaesie. Zelf ben ik onderdeel van het Software & Control departement en zijn we momenteel bezig met het ontwerpen van de motor controller configuratie. We hebben een aantal eisen:
  • De grootte van de controller is één van de belangrijkste eisen. We willen dat het exoskelet smal en klein is, dus dat geldt ook voor de controller. We willen dat de controller zo klein mogelijk is
  • De motor controller moet werken met een brushless DC motor
  • Een setpoint zal vanuit een microcontroller gestuurd worden naar de motor controller
  • 2 of 3 absolute encoders zullen aangesloten moeten kunnen worden, dit hangt af van het ontwerp van de joints
    *We gaan of positie of torque control gebruiken
    *We hebben 1 encoder nodig voor de hoek van de motor en 1 voor de hoek van de joint. Er is een goede kans dat we Series Elastic Actuation gaan gebruiken en dan willen we de uitrekking in de veer kunnen meten. Daar hebben we dan 2 encoders voor nodig
  • Een continuous power output van ongeveer 700 tot 1200 Watt

Tijdens het zoeken naar verschillende beschikbare oplossingen, kwamen we uit bij de Elmo Gold Twitter en de IOMI Pro. Een van de problemen met deze boards, is het aantal absolute encoders dat kan aangesloten worden. Zowel op de Elmo als de IOMI board kan hooguit 1 absolute encoder worden aangesloten.

We hadden wel een oplossing bedacht, zodat we wel meerdere encoders kunnen aansluiten. In ons exoskelet gaan we gebruik maken van een EtherCAT Master-Slave configuratie. De High-level control (state-machine e.d.) zal draaien op de EtherCAT Master en die zend joint angle setpoints. Ons idee is om een EtherCAT Slave als een soort van tweede controller te gebruiken, die de joint setpoints en de joint encoder waardes krijgt, vervolgens de motor setpoint berekent en stuurt naar een beschikbare motor controller, zoals de Elmo of de IOMI Pro. (figuur bijgevoegd) Image

Mijn vraag is: Is dit een goede oplossing? Zijn er nog andere oplossingen voor dit probleem? Zijn er misschien nog betere alternatieven voor een motor controller? Is het misschien een beter idee om zelf een motor controller te bouwen en programmeren? (Let wel, we hebben niet veel ervaring op dat gebied)

Alvast bedankt voor jullie antwoord!

Groetjes,
Nathan

User avatar
maddox
Posts: 3377
Joined: Thu Aug 14, 2003 11:06 pm
Location: Vilvoorde
Contact:

Re: Motor Controller Configuratie

Postby maddox » Thu Dec 08, 2016 1:22 pm

'k Ben niet de juiste man om hier volledig juist op te antwoorden. Ben ouderwets mechanisch opgeleid en in praktijk.


Maar het doet me denken aan een soortgelijk project uit 1988 waar ik als leerling mechanica aan meegewerkt heb.
Het is toen doodgelopen op een gebrek aan draagbare rekenkracht.

Om de signalen van meer sensoren (encoders, resolvers, potmeters) te verwerken en tot een stuursignaal te verwerken voor een hoop controlers zal je altijd moeten terugvallen op een interface en een centrale processing unit. Als je dat industrieel commercieel wil doen, reken op heftige prijskaartjes.

Als je je open source geen probleem vind, is een Arduino een goeie start. Raspberry Pie zou ook kunnen.

DC motor controllers voor de gevraagde vermogens en met meervoudige input mogelijkheden zijn ruim beschikbaar.
Dit model kan het gevraagde vermogen met de vingers in de neus leveren, en heeft ook de mogelijkheid om met analoge ingangsignalen te werken.

Deze is ook een optie, ondersteund bijna elk soort van signaal en controle.

Een verder overzicht van alles wat deze VS gebaseerde leverancier op dit vlak in huis heeft.

Dichter bij huis zijn er anderen die een soortgelijk gamma voeren.
Hier 1 van de oudgedienden van Robot Wars die er een redelijk succesvolle zaak heeft mee uitgebouwd. Paul Cooper is ook iemand die je om raad kan vragen. (contactgegevens op de website)


Ik hoop dat hier al een klein tipje van de sluier opgelicht is van wat de Roboteers kunnen betekenen voor jullie project.
Beter nu creperen, dan in de wars repareren.

User avatar
Jeroen
Posts: 2818
Joined: Sat Aug 16, 2003 7:09 pm

Re: Motor Controller Configuratie

Postby Jeroen » Thu Dec 08, 2016 7:32 pm

What goes up must come down...

User avatar
flex
Posts: 2653
Joined: Mon Jul 28, 2003 12:48 am
Location: Heerhugowaard
Contact:

Re: Motor Controller Configuratie

Postby flex » Thu Dec 08, 2016 11:37 pm

Closed loop stepper drives of servo drives zijn geen optie?
En wil je de motor positie weten of is een encoder/potmeter op het gewricht ook een optie?
Niels Schotten
DRG Arena marshall & Judge

If there is only one God, then God is a schitsofranic. Who else would the Devil be?
"Hard Work Often Pays Off After Time, but Laziness Always Pays Off Now."


Return to “Techniek”

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests