Encoders kleinst mogelijke meetbare beweging mogelijk

Waarom speciaal infrarood?

Omdat ik van mening was dat het infrarood zou zijn. Maar met rood heb ik geen problemen.

Wat ik al eerder aanhaalde moet de resolutie wel zo klein zijn het gaat toch om de gelijk loop van 2 lieren?

Want eerlijk gezegd heb ik het totaal plaatje nog niet in mijn hoofd.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.
GJ_

Moderator

Ah, op die manier. Nee, infrarood heeft meestal meer na- dan voordelen. Om te beginnen al dat je niet ziet wat je aan het doen bent.
Het gaat niet om de gelijkloop (voor zover ik het begrepen heb) maar om het slingeren van de last. Als de kraanbrug gaat rijden met de last wil die gaan slingeren. Door de snelheid te variëren kun je de last stil onder je kraan krijgen. Dat is geloof ik het plan.

Zylar: en dat voegt precies wat toe aan het topic? Ik geloof niet dat iemand hier niet op de hoogte was van de werking van quadrature encoders, en daar hadden we het ook al een tijdje over...

@TS: je hebt het over 100-200mm, maar als dat de maximale uitslag is van de kabel, heb je echt geen 0.01mm nauwkeurigheid nodig; dat zouden 20.000 delen zijn; lijkt me wat overdreven.

Het is juist de truc om een regelsysteem zo te maken dat je geen idioot nauwkeurige en dure sensoren nodig hebt.

Ik heb wel een paar vragen voor je:

- waarom denk je dat je zo'n hoge nauwkeurigheid nodig hebt?

- heb je die nauwkeurigheid over het hele bereik nodig?

- hoe groot is verwachtte uitwijking van de kabel (hoek t.o.v. verticaal) als het systeem zijn werk doet?

- hoe ben je van plan die uitwijking te gaan meten met een draadencoder? Bij de kabel die aan het vaste gedeelte zit (dus het uiteinde dat niet over de trommel loopt) zou je er wel iets mee kunnen doen, maar aan de andere kant van de kabel niet, want die moet je kunnen vieren en hijsen.

- als je alleen de kabel aan de vaste wereld wilt meten, is een draadencoder dan de handigste oplossing?

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Nu snap ik het plaatje compleet. IK wis wel dat het over de slingeren ging maar dacht ook dat het om 2 lieren ging maar het is er dus 1.
Toch zie je dat slingeren heel veel in de haven. Heb er wel een met bewondering naar gekeken hoe de kraan machinist de slingeren precies goed gebruikte om de last in 1 keer goed te krijgen. Blijkbaar kunnen onze hersenen er op anticiperen en het gebruiken.

Er zullen dan ook wel een wiskundig algoritme zijn waarmee je hetzelfde kan bereiken als de geoefende kraan machinist Zou je dat ook met versnelling sensoren op de kraan en last kunnen doen?

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Dat is nou juist het idee; als je een bruikbaar model kunt maken van het proces, kun je een last zodanig versnellen er weer afremmen zonder dat deze gaat slingeren.

Je hebt vast wel eens een inverted pendulum gezien; dat is een standaard probleem in de meet- en regeltechniek. Een enkelvoudige slinger is nog relatief eenvoudig, maar en zijn ook 2 en zelfs 3-delige slingers die rechtop gebalanceerd kunnen worden.

Dit probleem lijkt daar veel op, met als verschil dat een last aan een kabel uiteindelijk zelf in de stabiele toestand terecht komt, en daar blijft, in tegenstelling tot een slinger die je rechtop probeert te balanceren.

Nu is er bij zo'n last natuurlijk wel een kleine complicerende factor; er zijn 2 scharnierpunten, bovenaan bij de lier, en een onderaan bij de last of de plaats waar de verschillende kabels van de last bij elkaar komen, waarbij de last om beide kan gaan slingeren.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 7 oktober 2013 19:50:50 schreef SparkyGSX:
Zylar: en dat voegt precies wat toe aan het topic? Ik geloof niet dat iemand hier niet op de hoogte was van de werking van quadrature encoders, en daar hadden we het ook al een tijdje over...

Dat haal ik hier uit: Wat er wel staat is op pg2 is de nominale resolutie en daar staat dan wel als je kijkt bij L22*-00 pulsen/mm: 73(met een hekje) en bij dat hekje staat er After quadrature decode by user.. (Na decodering door gebruiker).. Geen idee wat dit wil zeggen...

Dat lijkt me nogal voor de hand liggen, eigenlijk; 73 flanken (dus "gebeurtenissen) per mm, op de 2 kanalen samen, tegenover 73 pulsen per kanaal per mm, wat neer zou komen op 292 flanken per mm.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Take care to get what you like or you will be forced to like what you get

Tja, meningen verschillen natuurlijk, maar mijn mening is dat Fuzzy Logic is uitgevonden en wordt gebruikt door mensen die geen verstand hebben van meet- en regeltechniek (of geen tijd of zin hebben om zich met differentiaalvergelijkingen bezig te houden). Uiteindelijk is het min of meer een poging tot curve-fitting met meerdere variabelen.

Een van de meest gangbare technieken is het schatten en regelen van de energie in de last; zolang de last onderweg is, heeft hij kinetische energie, en dat is ook wat het slingeren veroorzaakt zodra de lier stopt met bewegen. De truc is om die kinetische energie te absorberen in de lier, door op het juiste moment de lier in dezelfde richting te bewegen als de last.

Op zich hebben ze op in dat stukje over Fuzzy Logic wel gelijk dat er altijd wat onbekende parameters zijn, of beter, dat er een onzekerheid in alle parameters zit, maar dat is ook de reden dat je een closed-loop regelaar gebruikt. Als je alles perfect kon voorspellen, zou je het ook open-loop kunnen oplossen.

Sommige parameters, zoals de massa van de last, zijn niet relevant, aangenomen dat je een goede snelheidsregeling op de lier hebt (tegenover alleen een koppelregeling). Andere, zoals invloeden van de wind, zijn erg moeilijk meetbaar en voorspelbaar, maar dat lost het Fuzzy Control algoritme ook niet op.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Volgens mij is de slinger beweging precies te voorspellen. Dus door een "aankomst profiel" voor de last op de gewenste plek te bepalen, kan je de positie van de trolley precies voorspellen. Daar zitten wel wat randvoorwaarden aan.

Stel we willen het profiel: {x = t | t < 0, x = 0 t >= 0 } Dan is de versnelling oneindig op t=0, dus dan zou de slinger horizontaal moeten staan, en dat is tricky.

Dus een iets realistischer profiel: {x = -t*t | t < 0, x = 0 t >= 0 }. Nu is het zo dat de versnelling begrenst is. Maar op t=0 moet de trolley oneindig snel verplaatsen. Ook dat is niet mogelijk.

Het profiel: {x = t3 | t < 0, x = 0 t >= 0 } behoort wel tot de mogelijkheden voor zover ik nu kan zien. De versnelling en de verplaatsing van de trolley blijven volgens mij allemaal reëel. Of de snelheid niet boven "vmax" uitkomt of de versnelling te extreme waardes aanneemt zal in de praktijk ook meespelen. Daarnaast zijn er wat wrijving en meet-fout effecten waar je nog voor moet corrigeren. Een terugkoppeling kan hierbij helpen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Een camera die de last in het oog houdt en via elektronica de bewegingen compenseert behoort ook tot één van de vele mogelijkheden.

Maar volgens mij zouden we rode wangen krijgen moesten we weten wat er tegenwoordig in deze containterkranen aan elektronica zit om deze sway te compenseren. Terwijl we hier zitten te praten over mogelijke oplossingen. Ingenieurs zullen intussen zeker en vast een afdoende middel gevonden hebben voor dit probleem.
Het zou wel leerrijk zijn om eens ter plaatse uitleg te krijgen over de werking van zo'n kraan, dat wel.

**** De beschikbare ruimte van een werkplek is omgekeerd evenredig met de grootte van deze werkplek **** AVR-Oefeningen op Electronics 4 Fun
GJ_

Moderator

Op 8 oktober 2013 09:48:29 schreef Erelce:..moesten we weten wat er tegenwoordig in deze containterkranen aan elektronica zit om deze sway te compenseren.

Helemaal niks. Alleen software, die zit standaard in de motordrives.

Op 8 oktober 2013 00:54:25 schreef SparkyGSX:
Tja, meningen verschillen natuurlijk, maar mijn mening is dat Fuzzy Logic is uitgevonden en wordt gebruikt door mensen die geen verstand hebben van meet- en regeltechniek...

Ik denk dat je er niet verder naast kon zitten. De "uitvinder" is uitgehoond, vervolgens hebben de Japanners het jaren later van zolder gehaald en miljoenen in de verdere ontwikkeling gestoken. Uiteindelijk is het meestal een toevoeging op gewone PID regelingen. Ofwel voor het aanpassen van P, I en D waarden, ofwel voor een ingrijpen in de uitgang van de PID, ofwel een combinatie van beiden. Maar ook een "kale" fuzzy regeling is niet bepaald simpeler dan een PID regeling. Hoe dan ook: kennis van meten en regelen is nog steeds van belang.

Meet- en regeltechniek gaat maar voor een deel over PID regelaars, gain scheduling, etc. De feed-forward (dus wiskundige modellen van het proces om voorspellingen te doen), en het "mengen" van die voorspellingen met waarnemingen van sensoren, zijn minstens zo belangrijk.

Ik betwijfel ten zeerste of je een enkelvoudige omgekeerde slinger stabiel kunt krijgen met alleen een PID regelaar zonder feed-forward; met meervoudige slingers lijkt me dat absoluut onmogelijk.

De "kracht" van Fuzzy Logic waar vaak mee geschermd wordt, is dat je het proces niet hoeft te modelleren, waarmee ze naar mijn idee bedoelden dat je het ook niet echt hoeft te begrijpen.

Ik zie echt wel in dat een dergelijke oplossing economisch gezien optimaal kan zijn hoor; je kunt met een relatief kleine inspanning een proces dat niet al ernstig inherent instabiel is "goed genoeg" regelen. Ik denk wel dat een goede feed-forward regeling, met een deugdelijk wiskundig model van het proces, altijd vele malen beter zal presteren in de zin van stabiliteit, reactiesnelheid, etc. dan een Fuzzy controller. Het ontwikkelen van die "perfecte" oplossing zal in veel gevallen wel veel meer tijd en expertise vereisen, en daarmee economisch niet rendabel zijn.

Een beetje chargeren is goed om de discussie op gang te brengen ;-)

Ik ben overigens wel erg benieuwd waar die miljoenen dan precies in zijn gaan zitten; wat ik tot dusver heb gezien van Fuzzy logic lijkt wat mager met zo'n investering, al is onderzoek natuurlijk altijd erg duur, en lijken de resultaten achteraf vaak triviaal.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op dinsdag 8 oktober 2013 15:32:44 (11%)

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Sparky, helemaal mee eens. Fuzzy is ook handig als je het systeem niet kan afstellen daar waar de engineers zijn. Bijvoorbeeld je gaat een huis-thermostaat verkopen. Ieder huis heeft andere eigenschappen. De juiste regeling vinden is niet triviaal. Gooi er wat "fuzzy logic" tegenaan en je bent klaar.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Maar volgens mij zouden we rode wangen krijgen moesten we weten wat er tegenwoordig in deze containterkranen aan elektronica zit om deze sway te compenseren.

JA dat klopt een klein dik mannetje van een jaar of veertig wat teveel rookt.:P. Waarmee ik bedoel het komt aan op kunde, inschatting en ervaring van een kraan machinist.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Lol. Dat zal wel zo zijn, een betere regeling kun je niet hebben.

Edit:
Zie filmpje van zo'n rot in het vak. In minder dan 3 minuten het ruimdeksel eraf gehaald en 2 containers gelost.
http://www.youtube.com/watch?v=WRvzsHkbIxA

**** De beschikbare ruimte van een werkplek is omgekeerd evenredig met de grootte van deze werkplek **** AVR-Oefeningen op Electronics 4 Fun
GJ_

Moderator

Zoals ik al eerder opmerkte: in een moderne kraan zit er in de motordrives een anti-sway functie.

Nu je het zegt, is dat natuurlijk een prachtig voorbeeld van slimme meet- en regeltechniek; de hele regeling implementeren in de motordrive, met alleen de informatie (koppel en snelheid) van de motor. Waarschijnlijk kun je daar alle informatie uit halen die je nodig hebt, al is het natuurlijk een stuk ingewikkelder dan een regeling op basis van een paar speciaal toegevoegde sensoren.

@Erelce: dat kon wel eens tegenvallen, mensen zijn helemaal niet zulke geweldige regelaars. Kijk maar eens naar het verkeer op de snelweg; zeker als het wat drukker wordt, wordt de "regeling" van veel mensen instabiel (veel optrekken en remmen), en als er iets onverwachts gebeurd, reageren sommigen helemaal niet, en anderen weer veel te heftig.

Het grote voordeel is natuurlijk wel dat mensen een soort adaptieve controllers zijn; zo'n machinist kan met jarenlange ervaring vaak goed compenseren voor dingen die wij als mensen slecht kunnen meten. Vragen hoe ze dat doen heeft dan ook weinig zin, dat is voor een groot deel onbewust.

Ik denk dus dat er een hele grote spreiding zit in de kwaliteit van de menselijke "regelaars".

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Uiteraard zit daar grote spreiding in. Niet iedereen komt op zo een kraan dat zijn enkel die zich bewezen hebben het aan te kunnen op kleinere kranen.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Op 7 oktober 2013 20:14:42 schreef benleentje:
.../...
Toch zie je dat slingeren heel veel in de haven. Heb er wel een met bewondering naar gekeken hoe de kraan machinist de slingeren precies goed gebruikte om de last in 1 keer goed te krijgen. Blijkbaar kunnen onze hersenen er op anticiperen en het gebruiken.
.../...

Inderdaad vanaf 2:15 zie je ook dat deze 'ervaren menselijke regelaar' van de sway gebruik maakt om op het gepaste moment de kraan te laten zakken in de ruimopening.

**** De beschikbare ruimte van een werkplek is omgekeerd evenredig met de grootte van deze werkplek **** AVR-Oefeningen op Electronics 4 Fun

Op 8 oktober 2013 00:27:53 schreef SparkyGSX:
Dat lijkt me nogal voor de hand liggen, eigenlijk; 73 flanken (dus "gebeurtenissen) per mm, op de 2 kanalen samen, tegenover 73 pulsen per kanaal per mm, wat neer zou komen op 292 flanken per mm.

@TS: je hebt het over 100-200mm, maar als dat de maximale uitslag is van de kabel, heb je echt geen 0.01mm nauwkeurigheid nodig; dat zouden 20.000 delen zijn; lijkt me wat overdreven.

Het is juist de truc om een regelsysteem zo te maken dat je geen idioot nauwkeurige en dure sensoren nodig hebt. => Exact daarom wil ik draadencoders gebruiken, deze zijn relatief goedkoop ten opzichte van het laser apparatuur dat gebruikt wordt in de havens voor de containers te lossen.

Ik heb wel een paar vragen voor je: => Goede vragen :)

- waarom denk je dat je zo'n hoge nauwkeurigheid nodig hebt? => Ik was van mening hoe nauwkeuriger hoe beter, maar dat is intussen al veranderd halverwege dit forumgesprek + nog wat opzoekingswerk. Ik moet natuurlijk ook rekening houden met de volledige installatie onnauwkeurigheden.. Maar geen idee hoe ik daar rekening moet mee houden.

Enkele voobeelden van mijn installatie:

De kabel waaraan de draadencoders bevestigd zijn als deze een diameter 11 of van 3, zal een verschil hebben op de nauwkeurigheidsgraad. De kabel is dus vastgemaakt aan de trommel en aan het vast punt. Het vaste punt is hier een oogbout, waar de kabel doorkomt en dan gewoon dubbelgeplooid wordt en een klem overgezet wordt. Nu echter is de ene veel zwaarder dan de andere en zal de ene meer lichtere meer over en het weer scharnieren op de oogbout dan het andere. Nu als ik de encoder zou instellen op zijn nulpunt en ik geef een zwaai aan de last, dan kan het zijn dat de kabel niet terug exact op hetzelfde punt komt in de oogbout. Dit is dus al een mechanische afwijking, waar ik denk ik moet rekening mee houden. Of ben ik hier de mist aan het ingaan..

De kabel hangt vast aan de trommel en aan het vast punt (vast part), hierdoor zal de kabel een mindere uitzwaai hebben dan als de kabel gewoon aan de trommel hangt. Want ik meet met de draadencoders op het vaste part. (Daarom dat het vaste part er is, anders zou ik geen draadencoders kunnen gebruiken).

Bevestiging van de draadencoder aan de kabel => Dit zal gedaan worden met een eenvoudig blokje dat over de kabel kan schuiven waar er twee haakjes zijdelings ingeschroefd kunnen worden zodat het blokje vastzit en hierdoor kunnen de draadencoders gewoon inpikken in de haakjes.

Mechanische koppelingen zoals deze van de draadencoder als het wiel niet rechtsreeks verbonden is met de encoder. Zal ook een afwijking geven, maar dit is bijvoorbeeld een voorbeeld dat al in rekening is gebracht in de datasheet.

De vraag is hoe hou ik met dit alles rekening.

Hou hier wel rekening mee dat het kleiner is ten opzichte van de werkelijke rolbruggen. Bv. er zal maar een last van 4 kg aangehangen worden en een kabel van 3 mm gebruikt worden. Het vaste part is gewoon een oogbout.. Terwijl in het echt lasten van 500 kg en groter gebruikt worden dus grote kabels van 11 mm diameter, enz...

De bedoeling van de opstelling is wel zo goed mogelijk de industriële rolbruggen te benaderen. Daarom het vaste part ook.

- heb je die nauwkeurigheid over het hele bereik nodig? => Ik denk het niet, want ene keer dat je weet dat de last 20 of 30 mm uitwijkt dan zal de regeling toch zowiezo reageren. Enerzijds minder hevig dan het andere, omdat hij ziet dat hij zoveel aan het uitwijken is ten opzichte van de centrale positie (nulpunt). Daarom dat ik eerder denk van niet..

- hoe groot is verwachtte uitwijking van de kabel (hoek t.o.v. verticaal) als het systeem zijn werk doet?

Ik doe voort op een proef van iemand anders en die heeft hier geen gegevens van opgegeven. Dus ik zou het niet kunnen zeggen. Maar mechanisch gezien als ik kijk naar de takel die ik ontworpen heb, kan de maximum uitwijking rond de 20° zijn. Mijn promotor vond dit goed. Alles hangt natuurlijk af van hoe groot die versnelling zal zijn + de lengte van de kabel.

- hoe ben je van plan die uitwijking te gaan meten met een draadencoder? Bij de kabel die aan het vaste gedeelte zit (dus het uiteinde dat niet over de trommel loopt) zou je er wel iets mee kunnen doen, maar aan de andere kant van de kabel niet, want die moet je kunnen vieren en hijsen. => Correct, had dit nog niet gezegd sorry. Ik ga inderdaad aan het vaste part meten.

als je alleen de kabel aan de vaste wereld wilt meten, is een draadencoder dan de handigste oplossing?

Mijn promotor wil eerst draadencoders gebruiken. Een ander idee is denk ik een gyrometer gebruiken. Er bestaat ook zoiets als inclinometers. Iemand hier enige ervaring mee, want het kan zijn dat ik deze ook ga mogen gebruiken naast de draadencoders om dan te zien wat de beste oplossing is voor een "low-budget" regeling. Maar eerst het probleem van de draadencoders oplossen zodanig dat ik deze kan bestellen en testen kan uitvoeren. Is het de handigste oplossing mss, mss niet. Mechanisch contact maken met de kabel is idd niet echt ideaal..

=>> Dat lijkt me nogal voor de hand liggen, eigenlijk; 73 flanken (dus "gebeurtenissen) per mm, op de 2 kanalen samen, tegenover 73 pulsen per kanaal per mm, wat neer zou komen op 292 flanken per mm.

Even terzijde is dit je redenering ?

Bedoel je hiermee 73 flanken (dus flank op en flank neer) per mm voor de 2 kanalen tesamen. Dat wil dus zeggen 36.5 flanken per kanaal en dus 18.25 pulsen per mm per kanaal met X1 codering (dus enkel de positieve A pulsen ten opzichte van de B tellen) ?? Die komma's doen bij mij toch wat argwaan ontstaan.. Blijkbaar dus niet voor de hand liggend.

Het andere => 73 pulsen voor een kanaal als dit X1 codering is dan enkel de op signalen dus 146 flanken nodig per kanaal. Maar 2 kanalen dus 292 flanken per mm.

Moet ik voor mijn draadencoders ook rekening houden met het volgende ?

Bv. Hoe snel die motoren gaan kunnen reageren ? Want eerst Meetwaarden => Algoritme => Regeling.

Dank u voor u tijd.

De meest bekende uitvoering is om op een vast punt de encoders een een synchronisatiepuls te geven, dus als BV de brug neer is eindschakelaars gemaakt, omvormers melde F=0 het aantal pulsen op 200 zetten. een andere manier, wat minder gebruikt is om een absoluut encoder op de motoras te zetten en deze softwarematig met elkaar te vergelijken en een gemiddelde waarde eruit te trekken.

Een ander idee is denk ik een gyrometer gebruiken.

Ik zou een hoek sensor pakken en ook een versnelling sensor
In de meeste smartphones zit allerlei sensoren. Maar je hebt ook losse bordjes met allerlei beweging en hoeksensoren erop. Met een smartphone moet je zelf software schrijven en met een bordje moet je ook nog een een controller erbij nemen. In ieder geval heb je een zeer nauwkeurige meten op allelei assen

Het vaste punt is hier een oogbout, waar de kabel doorkomt en dan gewoon dubbel geplooid wordt en een klem overgezet wordt

Ik zou dan ook geen oogbout nemen. Een gelagerde scharnierpunt lijkt me veel beter of eventueel een kogel scharnier punt voor meer beweging vrijheid. Een oogbout is wel amateuristisch

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Op 9 oktober 2013 17:04:12 schreef benleentje:
[...]
Ik zou een hoek sensor pakken en ook een versnelling sensor
In de meeste smartphones zit allerlei sensoren. Maar je hebt ook losse bordjes met allerlei beweging en hoeksensoren erop. Met een smartphone moet je zelf software schrijven en met een bordje moet je ook nog een een controller erbij nemen. In ieder geval heb je een zeer nauwkeurige meten op allelei assen

[...]Ik zou dan ook geen oogbout nemen. Een gelagerde scharnierpunt lijkt me veel beter of eventueel een kogel scharnier punt voor meer beweging vrijheid. Een oogbout is wel amateuristisch

Ja ik ga nu een gaffel nemen en tussen de kabel twee kleine afstandbusjes of gewoon een paar rondellen steken langs beide kanten zodanig dat ik zeker ben dat deze altijd op 1 plaats blijft.

IMU's zijn een hoeksensor en versnellingssensor ineen, iemand een idee waar ik (volledige) IMU's (niet

enkel de chips) voor een goedkope prijs kan krijgen ?

Hetzelfde voor de draadencoders waar kan ik er vinden met een nauwkeurigheid van ongeveer 0.01 mm

waar jullie over spraken ? Want de enigste die ik vind zijn 0.02 mm nauwkeurig van Celesco.

Draadencoders met een afstand van ongeveer 200 tot 300 mm zou voldoende zijn.