Momentfyllnadssystem

  • Systemet fungerar!

    Prestanda

    I figuren nedan syns systemet impulssvar där den ingående pulsen skapad genom ett hastigt ryck med handveven med en peak på ca 2Nm.

     

    I figuren ovan ses ingående momentpuls (röd), resulterande utgående moment från systemet (gul) samt begärt hjälpmoment från elmotorn (grön), y-axeln är moment I mNm och x-axeln är i sampel (systemet samplar I 1Ks/S).

    Det utgående momentet är till start snarast en spegelbild av den ingående momentpulsen till den avtar under 1,5 Nm dvs punkten där motorn kommer in och bidrar upp till 1 Nm.

    Systemlast problem och förbättringar

    I grafen går även att skymt an av de större problemen med riggen. Pga av tidsbegränsningar, komplexitet och kostnad valdes lasten till ett skivbromsystem, där oket var placerad på töjningsgivare. Vilket leder till att när väl momentet överskrider den statiska friktionen blir lasten ej större. Lasten är därmed maximerad och ökar ej med varvtalet. En bättre lösning på lasten hade varit en riktig dynamometer.

     

     

    En annan svag punkt är vibrationerna som induceras pga bromskivans utformning. I figuren nedan illustreras fenomenet under motordrift.

     

    Slutsats

    System har påvisat sin funktionalitet och nästa steg hade varit att montera in systemet i förslagsvis en cykel. Bortser man från mekaniska krav så krävs bara en enklare kalibrering. 

     

  • Leveransfrustration och brus

    Töjningsgivaren

    Måste inleda blogginlägget med en komentar angående en viss frustration när komponenter ej levereras inom rimlig tid, fallet I fråga var en trådtöjningsgivare från Sparkfun, fraktad med deras standardfrakt (snigelpost). Den är I skrivande stund fortfarande ej levererad, (3 månader senare). Problemet löstes genom återbeställning av samma komponent dock med expressfrakt. Anledningen bakom att komponenten återbeställdes från Sparkfun och inte en konkurrent var att riggen var utformed efter komponenten.

    För att fortsätta med problem kring töjningsgivaren, var att tillhörande digitala förstärkare för endast maximalt var kapabel till att sampla i 80 s/S. Fullt dugligt för statiska laster, dock inte i närheten av vad som krävs för systemet i fråga. Lösningen bestod av instrumentförstärkaren INA126PA, förstärks signalen ca 46 dB gånger för användning av mikrokontrollerns inbyggda ADC.

    Momentsensor för ingående moment ursprungligen tänkt för mätning av +-250 Nm vilket ger 100Nm/V, då endast en tiondel av sensorns spännvidd används ges en signal med ca 250 mVpp . En relativt svag insignal i en brusig miljö pga av systemets kraftinverter.

     

    I bilden nedan från ingående momentsensorns  utsignal i frekvensplanet, värt att notera är att signalen visas efter ett RC lågpassfilter med en brytfrekvens på 240 Hz. Trotts den analoga filteringen märks en tydlig ökning av störningarna under 40 Hz, dvs det intressanta området för systemets kontrollalgoritm. För motverkande av  störningarna tillämpas två typer av digital filtrering. Först ett FIR lågpassfilter för att komplettera den analoga filtreringen. Därefter görs även en medelvärdesbildning pga dämpa störningarna i de intressanta området vilket förblir opåverkat av lågpassfiltreringen.

     

     

     

     

  • Projectuppstart momentfyllnadsystem för pulserande drivkällor

    Vad är ett “momentfyllnadsystem för pulserande drivkällor” utöver ett  svår uttalat namn på ett exjobb? Systemet tar en position mellan ett mer traditionellt hybridsystem för fordon och drivlina oscillations dämpare exempelvis D.M.F  (Dual Mass Flywheel). Bakgrunden är en önskan att hos en elcykel bevara känslan att aktivt cykla men samtidigt maximera effekten genom drivlinan utan att överskrida vridmomentspecifikationerna, ett mål som ej är uppfyllt av kommersiellt tillgängliga system, då återstår det bara att bygga ett.

    Systemets grunddelar är följande.

    • Handvev direktkopplad till momentsensor
    • Elmotor med tillhörande inverter
    • Last med momentsensor för verifiering av systemets utgående moment
    • Kontrollenhet implementerad på en TI Tiva Launchpad.

    Vad har hänt hittills?

    • Ett första utkast av koden till kontrollenheten har byggts.
    • Riggens stomme har utformatas med hjälp av CAD och sedan frästs ut i aluminium.
    • Riggen har satts samman och grundläggande funktionalitet testas.
    • Kalibrering av invertern mot motorn.

     Rigg momentfyllnadsystem

    Vad bör ske under kommande vecka?

    • Riggen behöver lite finjustering
    • Uppmätning av momentgivarna.
    • Lösa problem då motorn drivs och regenereras ström. Lösning antagligen via batteri parallellt med nätaggregatet eller med bromsresistor.
    • Montering av töjningsgivaren när/om leveransen kommer
KarriärTjänsterOm ossBloggar