mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
La soppressione del chatter avviene indipendentemente dal modo usato per realizzare l’inseguimento del riferimento che ruota in anello aperto, pertanto è possibile impiegare forme alternative al controllo PID, che siano compatibili con il procedimento come descritto e rivendicato.
Suppression of chatter occurs irrespective of the mode used for following the reference that rotates in open loop; consequently, it is possible to use embodiments alternative to PID control, which will be compatible with the method as described and claimed.
Il controllo di tipo PID, con la componente derivativa migliora la precisione, in particolare disponendo di una buona misura di velocità del rotore e un riferimento che è già fornito come velocità.
The PID control, with the derivative component improves precision, in particular since it has available a good measurement of velocity of the rotor and a reference that is already supplied as velocity.
Tuttavia, è possibile anche impiegare un controllore proporzionale-integrale, PI; in questo caso l’errore istantaneo di velocità ha oscillazioni più ampie.
However, it is possible also to use a proportional-integral (PI) controller; in this case, the instantaneous error of velocity presents wider oscillations.
In altre parole, l’errore di orientazione può essere impiegato come variabile d’ingresso di una funzione di trasferimento che applica almeno un’azione proporzionale e un’azione integrativa, cioè un controllore proporzionaleintegrale PI, oppure come ingresso di un controllore che aggiunge a questo l’azione derivativa, ossia il controllo di tipo PID.
In other words, the orientation error may be used as input variable of a transfer function that applies at least one proportional action and one integrative action, i.e., a PI controller, or else as input of a controller that adds to this the derivative action, i.e., a PID controller.
Dunque, possono essere specificamente solo proporzionali-integrali il modulo di controllo 22 e il modulo di controllo 22’.
Hence, the control module 22and the control module 22′ may specifically be only proportional-integral control modules.
Per sistemi di riduzione affetti da alto attrito statico e gioco meccanico si intende tipicamente riduttori non reversibili, in cui quindi l’efficienza è considerevolmente minore del 50% a causa dell’attrito.
By “motor-reducer systems affected by high levels of static friction and mechanical backlash” are typically meant non-reversible reducers, in which hence the efficiency is considerably lower than 50% on account of friction.
Ad esempio per una vite senza fine si parla di efficienza circa del 30%.
For instance, for a worm gear the typical efficiency is approximately 30%.
Riguardo al gioco meccanico sul secondario, esso è ad esempio di 2 gradi.
As regards mechanical backlash on the secondary, it is, for example, of 2°.
Il procedimento descritto è applicabile in generale, anche con motori privi di riduzione, collegati a organi meccanici rotanti che siano o meno affetti da chatter.
The method described may be applied in general also to motors without motor-reduction, connected to rotating mechanical members that may or may not be affected by chatter.
Nel caso non siano affetti da chatter le prestazioni sono equivalenti a quelle di un controllo Field Oriented Control di tipo noto, mentre nel caso di organi rotanti affetti da chatter il procedimento descritto presenta i vantaggi suindicati.
In the case where they are not affected by chatter, the performance is equivalent to that of a FOC control of a known type, whereas, in the case of rotating members affected by chatter, the method described presents the advantages referred to above.
Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta procedura di controllo (140) ad anello chiuso che comprende di regolare l’orientazione del rotore (θ) a seguire una orientazione di riferimento (θ*) comprende i passi di: operare (120) un’integrazione di detto riferimento di velocità angolare (ω*) ottenendo l’orientazione di riferimento (θ*), calcolare (140) un errore di orientazione (Eo) come la differenza fra detta orientazione di riferimento (θ*) e detta orientazione misurata (θ), impiegare (150) tale errore di orientazione (Eo) come variabile d’ingresso di una funzione di trasferimento che applica almeno un’azione proporzionale e un’azione integrativa (22; 22’, 19’) e fornisce in uscita detta tensione di quadratura (Vq) da applicare al motore (15) espressa nel sistema di riferimento rotante.
The method according to claim 1, wherein said closed-loop control procedure that comprises regulating the orientation of the rotor to follow a reference orientation comprises the steps of:carrying out an integration of said reference angular velocity to obtain the reference orientation;calculating an orientation error as the difference between said reference orientation and said measured orientation; andusing said orientation error as input variable of a transfer function that applies at least one proportional action and one integrative action and supplies at output said quadrature voltage to be applied to the motor expressed in the rotating reference system. carrying out an integration of said reference angular velocity to obtain the reference orientation; calculating an orientation error as the difference between said reference orientation and said measured orientation; and using said orientation error as input variable of a transfer function that applies at least one proportional action and one integrative action and supplies at output said quadrature voltage to be applied to the motor expressed in the rotating reference system.
Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che prevede di impiegare (150) tale errore di orientazione (Eo) come variabile d’ingresso di una funzione di trasferimento di tipo proporzionaleintegrativo-derivativa (22; 22’, 19’).
The method according to claim 1, wherein it envisages using said orientation error as input variable of a transfer function of a proportional-integrative-derivative type.
Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta operazione di ricavare (16) da una terna di correnti di fase (Ia, Ib, Ic) di statore del motore una coppia di correnti (Id, Iq) in un sistema di riferimento di rotazione del motore (15) comprende di applicare a detta coppia di correnti (Id, Iq) una trasformata di Clarke-Park in funzione di detta orientazione di riferimento (θ*) e detta operazione di ottenere da una corrispondente coppia di tensioni (Vq, Vd) in un sistema di riferimento di rotazione del motore (15) una terna di tensioni di fase (Va, Vb, Vc) del motore (15) comprende di applicare una trasformata di Clarke-Park inversa a detta coppia di tensione (Vq, Vd) in funzione di detta orientazione di riferimento (θ*).
The method according to claim 1, wherein said operation of obtaining from a triad of stator phase currents of the motor a pair of currents in a reference system of rotation of the motor comprises applying to said triad of stator phase currents a Clarke-Park transform as a function of said reference orientation, and said operation of obtaining from a corresponding pair of voltages in a reference system of rotation of the motor a triad of phase voltages of the motor comprises applying an inverse Clarke-Park transform to said pair of voltages as a function of said reference orientation.
Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende regolare (170) una corrente diretta (Id) di detta coppia di correnti (Id, Iq) al valore zero tramite un modulo che implementa una funzione di trasferimento proporzionale-integrale (19) che fornisce in uscita una tensione diretta (Vd) di detta coppia di tensioni (Vq, Vd).
The method according to claim 1, wherein it comprises regulating a direct current of said pair of currents to the zero value via a module that implements a proportional-integral transfer function that supplies at output a direct voltage of said pair of voltages.
Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta operazione di acquisire di un riferimento di velocità angolare (ω*) del motore comprende acquisire detto riferimento di velocità angolare (ω*) da un sistema di controllo dell’apparato (50) in cui opera il motore (15).
The method according to claim 1, wherein said operation of acquiring a reference angular velocity of the motor comprises acquiring said reference angular velocity from a control system of the apparatus in which the motor operates.
Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto operare (120) un’integrazione di detto riferimento di velocità angolare (ω*) ottenendo una orientazione di riferimento (θ*) comprende operare (120) un’integrazione numerica di detto riferimento di velocità angolare (ω*) ottenendo una posizione angolare istantanea di riferimento (θ*) tale per cui l’asse motore ruoti alla velocità di riferimento (ω*) nel seguire detta posizione angolare istantanea di riferimento (θ*) istante per istante.
The method according to claim 2, wherein said step of carrying out an integration of said reference angular velocity to obtain a reference orientation comprises carrying out a numeric integration of said reference angular velocity to obtain an instantaneous reference angular position such that the motor shaft rotates at the reference velocity in order to follow said instantaneous reference angular position instant by instant.
Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto misurare (130) una orientazione del rotore (θ) comprende misurare attraverso un corrispondente sensore, in particolare un encoder operante sul rotore del motore (15).
The method according to claim 1, wherein said operation of measuring an orientation of the rotor comprises carrying out the measurement via a corresponding sensor, in particular an encoder operating on the rotor of the motor.
Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto organo meccanico rotante è un riduttore rotazionale.
The method according to claim 1, wherein said rotating mechanical member is a rotational reducer.
Procedimento secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto riduttore rotazionale è una vite senza fine.
The method according to claim 10, wherein said rotational reducer is a worm gear.
Sistema di controllo ad anello chiuso secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che il modulo (22’) configurato per implementare una funzione di trasferimento che applica almeno un’azione proporzionale e un’azione integrativa è configurato per impiegare tale errore di orientazione (Eo) come variabile d’ingresso di una funzione di trasferimento che applica almeno un’azione proporzionale e un’azione integrativa (22’) che fornisce in uscita una corrente in quadratura di riferimento (Iq*), e dal fatto che comprende un modulo (11’) configurato per calcolare un errore di corrente (Ei) come la differenza fra la corrente in quadratura di riferimento (Iq*) e una corrente in quadratura (Iq) di detta coppia di correnti (Id, Iq), e un modulo (11’) configurato per implementare almeno un’azione proporzionale e un’azione integrativa (19’) e per ricevere tale errore di corrente (Ei) come variabile d’ingresso e fornire in uscita detta tensione di quadratura (Vq) da applicare al motore (15) espressa nel sistema di riferimento rotante.
The closed-loop control system according to claim 12, wherein it comprises:a module configured for carrying out an integration of said reference angular velocity to obtain a reference orientation,and in that said closed-loop control chain comprises:a module configured for calculating an orientation error as the difference between said reference orientation and said measured orientation; anda module configured for implementing a transfer function that applies at least one proportional action and one integrative action and for receiving said orientation error as input variable and for supplying at output said quadrature voltage to be applied to the motor expressed in the rotating reference system. a module configured for carrying out an integration of said reference angular velocity to obtain a reference orientation, and in that said closed-loop control chain comprises: a module configured for calculating an orientation error as the difference between said reference orientation and said measured orientation; and a module configured for implementing a transfer function that applies at least one proportional action and one integrative action and for receiving said orientation error as input variable and for supplying at output said quadrature voltage to be applied to the motor expressed in the rotating reference system.
Sistema di controllo ad anello chiuso secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che comprende un modulo (22; 22’) che implementa una funzione di trasferimento di tipo proporzionale-integrativo-derivativa.
The system for closed-loop control according to claim 12, wherein it comprises a module that implements a transfer function of a proportional-integrative-derivative type.
Sistema di controllo ad anello chiuso secondo una delle rivendicazioni da 12 a 15, caratterizzato dal fatto che detto organo meccanico è un riduttore rotazionale.
The system for closed-loop control according to claim 12, wherein said mechanical member is a rotational reducer.
Sistema di controllo ad anello chiuso secondo una delle rivendicazioni da 12 a 16, caratterizzato dal fatto che detto motore (15) e detto riduttore rotazionale sono compresi in un robot e che detto riduttore rotazionale è una vite senza fine.
The system for closed-loop control according to claim 12, wherein said motor and said rotational reducer are comprised in a robot and in that said rotational reducer is a worm gear.
Nella forma di realizzazione illustrata, almeno uno tra l’esempio di disco statorico 14a e l’esempio di disco rotorico 14b presenta una pluralità di recessi radiali 30, in particolare conferendo al disco 14a e/o 14b una dentatura sostanzialmente circonferenziale.
In the embodiment shown, at least one between the example of stator disc 14a and the example of rotor disc 14b has a plurality of radial recesses 30, in particular causing disc 14a and/or 14b to have a substantially circumferential toothing.
I recessi radiali 30 presentano il vantaggio di aumentare la coppia e dunque di migliorare ulteriormente il feedback tattile.
Radial recesses 30have the advantage of increasing the torque, thus further improving the haptic feedback.
In questa forma di realizzazione, il solenoide 16 è situato radialmente fra l’involucro 12 e la pluralità di dischi 14 ed è coassiale con l’involucro 12, attraverso il rocchetto 20.
In this embodiment, solenoid 16is radially arranged between casing 12and the plurality of discs 14and is coaxial to casing 12, through spool 20.
In questa forma di realizzazione, la manopola 10 comprende inoltre un dispositivo sensore di posizione angolare, ad esempio un encoder 23, configurato per rilevare la posizione angolare assunta dall’albero 13 e cooperante con il dispositivo di controllo, ad esempio la piastra a circuito stampato 21.
In this embodiment, knob 10further comprises an angular position sensor device, for example an encoder 23, which is configured to detect the angular position assumed by shaft 13and cooperates with the control device, for example printed circuit board 21.
L’albero 13 presenta un recesso assiale contenente al suo interno un magnete permanente 24, in particolare polarizzato in direzione diametrale e posizionato affacciato all’encoder 23.
Shaft 13has a radial recess containing, on the inside, a permanent magnet 24, in particular polarized in a diametrical direction and positioned so as to face encoder 23.
In modo preferito, l’encoder 23 è configurato per trasmettere un segnale di posizione indicativo dalla posizione angolare assunta dall’albero 13, e quindi dal magnete permanente 24, alla piastra a circuito stampato 21.
Preferably, encoder 23is configured to transmit a position signal, which indicates the angular position assumed by shaft 13and, hence, by permanent magnet 24, to printed circuit board 21.
Nella forma di realizzazione illustrata, la piastra a circuito stampato 21 è configurata per controllare l’intensità di corrente elettrica attraversata dal solenoide 16 in funzione del segnale di posizione.
In the embodiment shown, printed circuit board 21is configured to control the intensity of the electric current passed through solenoid 16depending on the position signal.
In questo modo, come esposto nel dettaglio precedentemente, il solenoide 16 è configurato per generare un campo magnetico avente una intensità regolata in funzione della posizione assunta dall’albero 13, secondo criteri predeterminati o programmabili.
In this way, as already explained in detail above, solenoid 16is configured to generate a magnetic field having an intensity that is adjusted depending on the position assumed by shaft 13, according to predetermined or programmable criteria.
Di conseguenza, la viscosità assunta dal fluido magnetoreologico è regolata dalla posizione assunta dall’albero 13 e i dischi 14 sono predisposti per esercitare una forza di attrito regolabile in funzione di tale viscosità.
As a consequence, the viscosity of the magnetorheological fluid is adjusted by the position assumed by shaft 13and the discs 14are designed to exert a friction force that can be adjusted based on said viscosity.
Preferibilmente, come illustrato nella figura 7, l’encoder 23 è montato sulla piastra a circuito stampato 21, a sua volta montato su un ulteriore supporto 22 dell’involucro 12, ed è opzionalmente di tipo magnetico.
Preferably, as you can see in FIG. 7, encored 23is mounted on printed circuit board 21, mounted—in turn—on a further support 22of casing 12, and is optionally magnetic.
Preferibilmente, la manopola 10 comprende un commutatore 26 montato unitario in traslazione assiale rispetto all’elemento di presa 11.
Preferably, knob 10comprises a switching member 26, which is mounted so as to translate in a unitary manner relative to holding element 11.
In questa forma di realizzazione il commutatore 26 svolge sostanzialmente la funzione di un interruttore a pressione di tipo meccanico.
In this embodiment, switching member 26substantially fulfills the function of a mechanical pressure switch.
Quando l’utente esercita una spinta sull’elemento di presa 11, provoca una traslazione in direzione assiale del commutatore 26 in modo tale da impartire un comando, commutando una funzione nell’apparecchio elettrodomestico a cui la manopola 10 è associata.
When users exert a thrust upon holding element 11, they cause a translation of switching member 26in an axial direction, so as to give an order, thus switching a function in the household appliance with which knob 10is associated.
Il commutatore 26 montato con un gioco assiale 29, che consente ad esso di scorrere assialmente da una posizione sollevata o di riposo a una posizione sospinta o di lavoro, mentre la ruota dentata 28 è bloccata assialmente.
Switching member 26is mounted with an axial clearance 29, which allows it to axially slide from a lifted or rest position to a pushed or work position, whereas toothed gear 28is axially locked.
Il commutatore 26 è predisposto per cooperare con la piastra a circuito stampato 21 e quando il commutatore 26 si trova nella posizione sospinta o di lavoro esso coopera, in modo di per sé noto, con contatti di un associato circuito elettrico portato dalla piastra a circuito stampato 21 per effettuare la disattivazione oppure l’attivazione di una funzione.
Switching member 26is designed to cooperate with printed circuit board 21and, when switching member 26is in the pushed or work position, it cooperates—in a known manner—with contacts of an associated electrical circuit carried by printed circuit board 21in order to deactivate or activate a function.
Con riferimento alle figure da 7 a 11, è illustrata una manopola realizzata secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione.
With reference to FIGS. 7 to 11, the drawings show a knob according to a further embodiment of the invention.
Ad elementi analoghi od equivalenti a quelli della forma di realizzazione precedente sono stati attribuiti per semplicità i medesimi riferimenti alfanumerici e si rinvia a quanto precedentemente descritto per ragioni di brevità.
Elements that are similar or equivalent to the ones of the preceding embodiment are assigned, for the sake of simplicity, the same alphanumeric references and, for the sake of brevity, reference is made to the description above.
Nella forma di realizzazione illustrata, il commutatore 26, ad esempio un cosiddetto “tactile switch”, è recato dal circuito stampato 21 e l’elemento di presa 11 è traslabile attraverso l’involucro 12 in modo tale da essere in grado di sospingere il commutatore 26.
In the embodiment shown, switching member 26, for example a so-called “tactile switch”, is carried by printed circuit board 21and holding element 11can translate through casing 12so as to be capable of pushing switching member 26.
Quando l’utente esercita una spinta sull’elemento di presa 11, esso trasla assialmente sospingendo il commutatore 26 per impartire un comando, ad esempio commutando una funzione nell’apparecchio elettrodomestico a cui la manopola 10 è associata.
When users exert a thrust upon holding element 11, it axially translates, pushing switching member 26so as to give an order, for example switching a function in the household appliance with which knob 10is associated.
Anche in questa forma di realizzazione, il commutatore 26 è predisposto per cooperare con la piastra a circuito stampato 21.
In this embodiment, again, switching member 26is designed to cooperate with printed circuit board 21.
In particolare, quando il commutatore 26 viene sospinto, esso può cooperare con contatti di un associato circuito elettrico portato dalla piastra a circuito stampato 21 per effettuare la disattivazione, l’attivazione o la regolazione di una funzione.
In particular, when switching member 26is pushed, it can cooperate with contacts of an associated electrical circuit carried by printed circuit board 21so as to deactivate, activate or adjust a function.
A differenza, della forma di realizzazione precedentemente illustrata con riferimento alla figure da 1 a 6, il magnete permanente 24 è montato su un recesso assiale ricavata sul fondo dell’albero 13 (invece che sulla sommità di quest’ultimo).
Unlike the preceding embodiment shown with reference to FIGS. 1 to 6, permanent magnet 24is mounted in an axial recess obtained at the bottom of shaft 13(instead of at the top thereof).
Con riferimento alle figure da 12 a 15, è illustrata una manopola realizzata secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione.
With reference to FIGS. 12 to 15, the drawings show a knob according to a further embodiment of the invention.
Ad elementi analoghi od equivalenti a quelli delle forme di realizzazione precedenti sono stati attribuiti per semplicità i medesimi riferimenti alfanumerici e si rinvia a quanto precedentemente descritto per ragioni di brevità.
Elements that are similar or equivalent to the ones of the preceding embodiments are assigned, for the sake of simplicity, the same alphanumeric references and, for the sake of brevity, reference is made to the description above.
Nella forma di realizzazione ivi illustrata, l’elemento di presa 11 e l’albero 13 sono montati sostanzialmente coassiali fra di loro, senza che vi siano le ruote dentate 27 e 28 precedentemente descritte.
In the embodiment shown, holding element 11and shaft 13are substantially coaxial to one another, without the presence of the toothed gears 27and 28described above.
Nella forma di realizzazione illustrata, l’albero 13 presenta sostanzialmente la forma di un corpo centralmente cavo atto ad accogliere una porzione dell’elemento di presa 11.
In the embodiment shown, shaft 13substantially has the shape of a centrally hollow body for housing a portion of holding element 11.