最近做了个ADC采电压的手工小制作又失败了

登录 · 发表于 2021-3-9 09:32

本帖最后由 yjmwxwx 于 2021-3-9 10:14 编辑

我是也业余爱好者小学文化水平喜欢做一些手工小制作，但是什么理论都不懂只会照着别人的电路焊接，最近做了一个旋转变压器的解码板，但是ADC采集的电压跳动太大了，静止不动都跳快20个字，采样率1M采100点取正负峰值相减，128个数据低通平均滤波，这个不能再加了，现在转速只有200转滤波器延迟都50度了，后面PI闭环补偿只能180度以内，不知道电路该怎么改？现在这个我是没办法了，先放下这个去学学怎么用Z变换计算PID参数，不会用Ziegler-Nichols和Astrom-Hagglund方法。

电路图

程序

试验台视频，正时灯看旋转的转盘上的刻度，手指头加扰动看出没出现相移。

人生第一次学做PCB板子，但是还没用上，现在还用飞线做的来做试验。

和飞线的对比下

旋转变压器

试验台

角度采样率10K，静止状态采集512个数据，结果除100,跳动很大0.2度还多

不知道哪里来个干扰，512点计算下FFT，采样率10K

怎么有好几个峰

发表于 2021-3-9 20:46

看过你的帖子，10k激励，两个正交绕组接收信号。这个倒是可以用滑动离散傅里叶变换，把两个绕组的10k频率信号提取出来，跟锁相放大类似，其他频率的信号你不关心

发表于 2021-3-9 21:18

本帖最后由 yjmwxwx 于 2021-3-9 21:21 编辑

叶春勇发表于 2021-3-9 20:46
看过你的帖子，10k激励，两个正交绕组接收信号。这个倒是可以用滑动离散傅里叶变换，把两个绕组的10k频率信 ...

现在这个没用 DFT，只是用1M采样率采10K信号，正弦表100点同步触发采100点ADC值，取相差180度的两个点相减结果就是COS或者SIN，再用10K频率采集这两个值得到角度，前面的同步触发等于采直流，后面的随着转速变化频率也变化，转速越高滤波器造成延迟越大，COS和SIN用ATAN2计算后的角度和滤波器前面的角度相减算出角度差，把角度差进PI调节器结果计算出COS和SIN，再把这两个返回到滤波器前面旋转角度实现补偿。

现在就是不懂自动控制不知道怎么分析和计算，正想学学

发表于 2021-3-9 21:53

本帖最后由叶春勇于 2021-3-9 21:57 编辑

yjmwxwx 发表于 2021-3-9 21:18
现在这个没用 DFT，只是用1M采样率采10K信号，正弦表100点同步触发采100点ADC值，取相差180度的两个点相减 ...

我觉得没必要呀，角度信息，在sin和cos的两个幅度上。
用滑动傅里叶直接提取幅度，代码很短的。这是窄带信号。
要不你软件同步检波，把adc采集的值，和你的正弦波表中的数值，对齐乘一遍，滤波。
滑动傅里叶，翻一下highgear的傅里叶变换揭秘，讲了一点

发表于 2021-3-9 22:38

叶春勇发表于 2021-3-9 21:53
我觉得没必要呀，角度信息，在sin和cos的两个幅度上。
用滑动傅里叶直接提取幅度，代码很短的。这是窄带信 ...

现在就是同步检波采集两组正负180度相减得到正交COS和SIN，采正负180度相减得到的COS和SIN范围-4096到4096，只是没和正弦表相乘，0.1毫秒进一次中断更新角度，计算太多速度跟不上，现在计算滤波器的两个128次累加就用掉快一半的时间，还要计算角度和补偿，不转静止的时候当然不需要补偿，转起来就不一样了，转速越高相移越大，不补偿不行，补偿要快和准确才能应付高速扰动，感觉这东西难点就在这里，所以不懂自动控制搞不下去了。

发表于 2021-3-9 22:59

yjmwxwx 发表于 2021-3-9 22:38
现在就是同步检波采集两组正负180度相减得到正交COS和SIN，采正负180度相减得到的COS和SIN范围-4096到409 ...

滑动傅里叶是迭代运算的，就两行代码，单片机来得及，不用滤波

发表于 2021-3-9 23:43

本帖最后由 yjmwxwx 于 2021-3-9 23:49 编辑

叶春勇发表于 2021-3-9 22:59
滑动傅里叶是迭代运算的，就两行代码，单片机来得及，不用滤波

以前做别的东西用过DFT，数据出来还是不稳还要加平均滤波,100次相乘累加用C语言写肯定超0.1毫秒。ADC1M采样率采100点，计算时候ADC采样不能停，现在这样可能最高只能500转以下，速度再快只能牺牲角度位数换速度了，看专用芯片和软件解决方案也是要补偿相位，我不怎么懂C语言不知道别人库怎么实现的。这单片机速度慢只有56MHZ，以前写的程序只和以前采样数据做256次累加都超0.1毫秒，中断都出不来，后来空间换时间不用判断跳转计算累加才把时间降下来。数据波动大感觉主要硬件问题，首先是虚地，还模拟地和数字地在一块，我这没有轨至轨运放，只有这两个型号的，只能用现有零件搭个电路才能学怎么控制，这个闭环如果能学会了以后学电机控制估计就容易了。

登录 · 发表于 2021-3-10 09:07

叶春勇发表于 2021-3-9 22:59
滑动傅里叶是迭代运算的，就两行代码，单片机来得及，不用滤波

你提供的这个方法不错，按照你的方法写了个DFT程序，执行时间0.05毫秒，才用一半时间，可以满足要求，还能再优化下速度。
程序

发表于 2021-3-10 09:42

yjmwxwx 发表于 2021-3-10 09:07
你提供的这个方法不错，按照你的方法写了个DFT程序，执行时间0.05毫秒，才用一半时间，可以满足要求，还 ...

为什么波形这样，因为采样率1M采10K信号，采样100点一个点就是10K，所以没滤掉低频，等改成100K采样率，信号的10倍应该就可以了，等下地打农药物回来再改。

发表于 2021-3-10 13:13

yjmwxwx 发表于 2021-3-10 09:42
为什么波形这样，因为采样率1M采10K信号，采样100点一个点就是10K，所以没滤掉低频，等改成100K采样率，信 ...

兄弟，今年下决心，把c语言学了。
汇编语言，以前学**，钻研过，但是汇编语言不是现在的主流语言。
你发出来的代码，没人可以交流，人的提高是要交流的。别被论坛里的夸奖给蒙蔽了，年轻的时候爬坡才是关键。汇编的库也很少，各个都要自己实现，会很累。c语言不算高级语言，是中级语言。
软件里还有很多很多东西值得学习。

发表于 2021-3-10 14:48

DFT方案失败，因为要采集两个通道，等于一个通道500K采集10K的50点。而且ADC采集的是半个周期的正电压信号，另外半个是0，要采集完整的还要抬高电压，抬高电压ADC范围还少了一半

发表于 2021-3-10 15:10

叶春勇发表于 2021-3-10 13:13
兄弟，今年下决心，把c语言学了。
汇编语言，以前学**，钻研过，但是汇编语言不是现在的主流语言。
你发 ...

C语言我也会点，十年前学51的时候就是学的C语言，只是学了没怎么用就做过个数码管时钟，现在感觉语言不是问题，关键是算法不知道怎么搞。我用汇编写程序夸奖我的人很少，从好几年前就一片反对的声音，特别是R2D2，马甲被封好几个还坚定的反对，我写的汇编也很差，因为也没什么参照的例子可以学，只能自己摸索着胡乱写。
要调用库的话汇编和C语言是一样的，只是我喜欢所有程序都自己写不愿意用别人的程序，感觉用别人的东西没什么兴趣玩，只是汇编不容易阅读，所以没办法交流，我都是自己看书然后试验，我这等于闭门造车，有好处也有坏处，好处对别人没依赖，遇到问题能自己解决，坏处要不断试错，从一次次失败学东西。感觉交流也很浪费时间，昨天一天今天又快一天光交流了，什么也没干。
搞软件最后就是搞数学，但是我数学只有小学水平，太高级的东西搞不了，只能先用到什么学什么

登录 · 发表于 2021-3-10 15:29

本帖最后由 yjmwxwx 于 2021-3-10 15:35 编辑

叶春勇发表于 2021-3-10 13:13
兄弟，今年下决心，把c语言学了。
汇编语言，以前学**，钻研过，但是汇编语言不是现在的主流语言。
你发 ...

信号采集这个先放下，现在想学学自动控制，网上找了个网络课程和一本书，以前也找过书但是太深看不懂，于是找了简单点的，帮忙看看行不行。

https://apmonitor.com/pdc/index.php
https://apm.byu.edu/prism/index.php/Site/OnlineCourses

发表于 2021-3-10 16:55

yjmwxwx 发表于 2021-3-10 15:29
信号采集这个先放下，现在想学学自动控制，网上找了个网络课程和一本书，以前也找过书但是太深看不懂，于 ...

我以前在电厂做仪表专责，经常要整定pid，那时也是不懂，折腾几次就会了。
电子方面的pid，要深一些，自己写代码。

发表于 2021-3-10 16:58

yjmwxwx 发表于 2021-3-10 14:48
DFT方案失败，因为要采集两个通道，等于一个通道500K采集10K的50点。而且ADC采集的是半个周期的正电压信号 ...

你是通过pid去调整，10k的激励的相位吗？

发表于 2021-3-10 17:23

叶春勇发表于 2021-3-10 16:58
你是通过pid去调整，10k的激励的相位吗？

不是激励相位，是改变ADC采样后滤波器前面的相位，用来补偿因为转速变化引起的滤波器相移，不知道别人是怎么补偿的，TI有旋转变压器软件解码相关软件库，但是估计不懂原理也看不懂。

发表于 2021-3-10 18:03

yjmwxwx 发表于 2021-3-10 17:23
不是激励相位，是改变ADC采样后滤波器前面的相位，用来补偿因为转速变化引起的滤波器相移，不知道别人是 ...

看来还挺复杂，电机控制，我只会用绝对型编码器(格雷码输出)和相对型编码器，旋转变压器没见人用过

登录 · 发表于 2021-3-10 19:04

本帖最后由 yjmwxwx 于 2021-3-10 19:07 编辑

叶春勇发表于 2021-3-10 18:03
看来还挺复杂，电机控制，我只会用绝对型编码器(格雷码输出)和相对型编码器，旋转变压器没见人用过 ...

我也是网上看别的网友说于是才想做做试试，我也不知道用在哪里的，也没见过实物，只是以前看过一个30多年前的科普片有介绍这种传感器的原理，可见这种传感器非常老，可能现在被光电的淘汰了吧。

TI介绍他的硬件解码和软件解码的产品，但是没具体介绍应该怎么自己做，这网站网址被屏蔽了

复制

http://training.**/TI/show/course/4036

30多年前科普电影就有介绍原理

发表于 2021-3-16 11:43

本帖最后由叶春勇于 2021-3-16 11:53 编辑

yjmwxwx 发表于 2021-3-10 17:23
不是激励相位，是改变ADC采样后滤波器前面的相位，用来补偿因为转速变化引起的滤波器相移，不知道别人是 ...

今天看了你的滤波代码，怎么那么长。
移动平均，V=当前adc 加上上一次原256个相加减去 256个之前读的adc。看错了，我还以为你是移动平均呢。原来是fir滤波器/

发表于 2021-3-16 14:27

叶春勇发表于 2021-3-16 11:43
今天看了你的滤波代码，怎么那么长。
移动平均，V=当前adc 加上上一次原256个相加减去 256个之前读的adc ...

是用的移动平均，FIR那个试了下发现相位抖动就没用，我写的移动平均程序好像比较笨，老实的做了256次加法没循环，我不知道别人怎么写的这个程序，你这个方法只做一次256个相加就可以了么？

最近做了个ADC采电压的手工小制作又失败了

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