Adım Motorlarında PID Kontrolü Kullanan Var mı?

Merhaba arkadaşlar,
Son zamanlarda bir CNC projesi üzerinde çalışıyorum ve sistemimde adım motorları kullanıyorum. Genelde açık çevrim (open-loop) çalıştırıyordum ama özellikle yüksek hızlarda ve yük altında bazı adım kaçırma sorunları yaşıyorum. Bu yüzden PID kontrolü entegre etmeyi düşündüm.

PID (Proportional-Integral-Derivative) kontrol algoritmasının, kapalı çevrim (closed-loop) sistemlerde adım motorlarının konum ve hız doğruluğunu artırabileceğini biliyorum. Sensörlerden (örneğin enkoder) geri besleme alarak motorun gerçek konumunu izleyip, hedefe göre sapmaları düzeltebiliyor.

Şu anda bir Arduino ile denemeler yapıyorum. Enkoder verilerini okuyup PID ile motor sürücüsüne sinyal gönderiyorum. Ancak PID değerlerinin (P, I, D) ayarlanması biraz zaman alıyor. Doğru ayarlarda motor çok daha kararlı çalışıyor ama bazen aşırı osilasyon veya gecikme sorunları yaşanabiliyor.

Sizlerden birkaç sorum var:

Daha önce adım motorlarında PID kontrolü kullanan oldu mu?

En iyi sonuçları hangi mikrodenetleyici/sürücü kombinasyonu ile aldınız?

PID ayarı için tavsiye ettiğiniz yöntem veya yazılım var mı?

Kapalı çevrim adım motor sürücüleri mi daha mantıklı, yoksa kendi sistemimi mi geliştirmeliyim?

Paylaşımlarınızı ve fikirlerinizi merakla bekliyorum.
Şimdiden teşekkür ederim!

Bu konularla ilgili calisiyorum.

Noktadan noktaya tek eksenli duzenek yapacaksaniz ve amaciniz hedef koordinata max +/- 1 hata ile varmak ise evet pozisyon geribeslemeli PID kontrol ya da benzeri teknikler ise yarar.

Bu durumda yolculuk esnasinda adim kacirilsa bile hedef koordinata hatasiz ulasilir.

Eger birden fazla motorla cok eksen calisiyor ve amaciniz an ve an tum motorlara senkronize hareket yaptirmaksa bu durumda herhangi bir andaki hata degerinizi +/- 1 step yada mikro step degil bunun cokca kati olmasina razi olmaniz gerekir. (Hareket esnasinda max hata 100 mikrostep fakat hedef korordinata varista 0 hata ya da +/-1 hata gibi. Zaten eger hata, surucunun tum cabalarina ragmen ornek verdigim 100 mikro stepi gectiyse mekanizmada ciddi bir sorun var demektir ve sistemin ariza lambasini yakip durmasi gerekir)

Cunku adim kaciran motorun surucusu, hatayi gidermek icin zaman kaybederken diger eksenler alir basini gider.

Boyle bir durumda mesela X ekseni adim kacirdiysa, merkezi kontrol unitesine hey bekle ben X ekseniyim ve adim kacirdim diger motorlari ilerletirken benden talimat bekle ben hatami duzeltmeye calisayim tarzinda bir kontrol teknigine gecmen gerekir.

PID kontrolde katsayilari duzgun ayarlayamadiysaniz sistemin sacmalamasi cok normal


Cizimi cok gercekci cizemesem de anlatmak istedigimi aciklamak icin yeterli.

X ve Y motorlarini koordineli dondururerek mekanizmaya dairesel bir yol izletmek isteyelim.

En solda X ve Y ekseninde hic bir adim kacirma yok. mukemmel bir hareket yapilmis.
Ordadakinde X ekseni adim kacirmis ve geri besleme olmadigindan hata devam devam etmis.
En sagdakinde X ekseni hata yapmis fakat PID kontrolor hatayi duzeltmeye calismis.

En sagdakine razi isen PID kontrol isini gorebilir.

PID, CNC için kullanılan bir yöntem, vibrasyon sorunları ve "tam pozisyonlama" için özellikle 3D tezgahlarındab ve robotik kollarda kullanılıyor (stepper motorlu uygulammalarda).

Ancak adım kaçıra (pulse eating) de tabir edilen pals yenmesi, fazla "mikro step" kullanıldığında, ve motor hızı yükseldiğinde bu durum ortaya çıkar.

Genelde puls/8 mikro stepın üstünü çıkılmaması tavsiye edilir (Motor hızınız 1000rpm den fazla ise)

CNC'de PID kontrol ile ilgili aşağıdaki linke bakabilirsiniz:

https://www.indmall.in/faq/what-is-pid-in-motor-control/#:~:text=Stepper Motors: PID control helps improve the performance,in applications like 3D printing and CNC machining.

PID zaten tum servo motor suruculerinin icinde var.

Yardımcı olabilir:

https://curiousscientist.tech/blog/stepper-motor-developing-platform-pid