Modos de control VESC: corriente, ciclo de trabajo, velocidad o posición. ¿Cuál elegir?
Cuando presionas el acelerador de un VESC, ¿qué estás solicitando realmente? ¿Una fuerza, un voltaje, una velocidad? Depende del modo de control seleccionado. El controlador puede controlar el motor mediante corriente (y, por lo tanto, mediante par), mediante modulación por ancho de pulsos (PWM, y, por lo tanto, mediante voltaje), mediante velocidad o mediante posición. Para una patineta eléctrica o una motocicleta, la respuesta es casi siempre la misma, pero comprender los otros modos evita errores de configuración y abre nuevas posibilidades de uso.
Lo esencial
- El modo se selecciona en el Control Type de la entrada utilizada (App Settings, ADC o PPM).
- El modo estándar controla el par motor: es el modo normal de funcionamiento de un vehículo.
- El modo de ciclo de voltaje controla una fracción de la tensión de la batería: la respuesta es más "directa" y el frenado se produce implícitamente al soltar el acelerador.
- El modo de velocidad mantiene una velocidad objetivo mediante un regulador, que se configura en Controladores PID.
- El modo de posición está diseñado para los mecanismos, no para los vehículos, y requiere un sensor de posición preciso.
El modo estándar: controlar la fuerza
La corriente que circula por el motor es proporcional al par que este produce. En modo de corriente, la posición del acelerador fija un porcentaje de la corriente máxima del motor: con una curva lineal, a media presión, el motor ejerce aproximadamente la mitad de su fuerza máxima, independientemente de la velocidad (siempre que no intervenga ningún otro límite). Esto es exactamente lo que hace un pedal de acelerador desde la perspectiva de un conductor: solicitar más o menos fuerza.
Los modos cuyo nombre comienza con Current en la lista Control Type son de este tipo: Current, Current No Reverse Brake ADC2, Current No Reverse Brake Center, etc. También permiten un frenado eléctrico dosificado, mediante un segundo gatillo o la parte inferior del recorrido. Esta es la opción a elegir en una patineta eléctrica, una moto o un kart. También es el único modo en el que el control de tracción y el regulador de velocidad con botón funcionan.
La precisión de este modo se basa en el circuito de control de corriente del controlador, ajustado mediante la detección del motor: consulte nuestra guía sobre el controlador PI del circuito de corriente.
El modo de ciclo de carga: controlar el voltaje
El ciclo de trabajo (duty cycle) es la fracción del voltaje de la batería que el controlador aplica al motor. En el modo Duty Cycle, el acelerador fija esta fracción. Como la velocidad de un motor sin carga es aproximadamente proporcional al voltaje aplicado, este modo se asemeja a un control de velocidad aproximado.
Consecuencias prácticas: si se suelta parcialmente el acelerador, el controlador reduce la tensión, y el motor, que gira más rápido de lo que esa tensión permite, se frena inmediatamente. La sensación es brusca, poco gradual, y la velocidad obtenida varía según el estado de la batería. Se utiliza principalmente para pruebas o en máquinas sencillas, raramente en vehículos.
El modo de velocidad: mantener una velocidad objetivo
En modo PID Speed (ADC) o PID Speed Control (PPM), el acelerador establece una velocidad objetivo, y un regulador ajusta la corriente para alcanzarla y mantenerla, tanto en subidas como en bajadas. Sus ajustes se encuentran en Motor Settings, PID Controllers:
- Kp del PID de velocidad, Ki del PID de velocidad, Kd del PID de velocidad: los parámetros del regulador. Si son demasiado bajos, la velocidad se desvía; si son demasiado altos, la velocidad oscila.
- ERPM mínimo: la velocidad a partir de la cual el controlador de velocidad se desactiva.
- Permitir el frenado: permite que el regulador frene para mantener la velocidad.
- Tasa de incremento de eRPM por segundo : limita la velocidad a la que el valor objetivo puede aumentar.
- Fuente de velocidad: la fuente de medición de velocidad (PLL, Estimador rápido, Estimador más rápido), que puede ser más o menos rápida y con más o menos ruido.
Con PID Speed en ADC, la carrera máxima del acelerador corresponde a Max ERPM; en PPM, es el ajuste PID Max ERPM. En un vehículo, este modo produce una sensación extraña: al soltar un poco el acelerador, el vehículo frena para alcanzar la nueva velocidad objetivo. Se utiliza más comúnmente para transportadores, cabrestantes, bancos de pruebas, o de forma puntual, como el regulador de velocidad activado por botón.
El modo de posición: mantener un ángulo
La regulación de posición hace girar el motor hasta un ángulo determinado y lo mantiene en esa posición, como un servomotor. Sus parámetros de ajuste también se encuentran en PID Controllers (Position PID Kp, Ki, Kd). La aplicación PPM ofrece dos modos de este tipo: PID Position Control: 180° y PID Position Control: 360°. La ayuda de VESC Tool especifica que este modo funciona mejor con un encoder. Se utiliza para robots, mecanismos y bancos de pruebas, no para vehículos. Consulte nuestra guía sobre encoders en VESC.
| Modo | El gatillo controla.. | Impresiones sobre un vehículo | Uso recomendado |
|---|---|---|---|
| Corriente | El par | Natural, progresivo | Patinetes, motocicletas, karts |
| Informe cíclico | La tensión aplicada | Seguridad, freno de deceleración | Pruebas, máquinas sencillas |
| Velocidad (PID) | Una velocidad objetivo | Frena para seguir la instrucción | Transportador, cabrestante, banco, regulador |
| Posición (PID) | Un ángulo | Inadecuado | Robot, mecanismo |
Probar los modos sin acelerador
La versión para ordenador de VESC Tool tiene un panel de control manual: en él se introducen un ciclo de trabajo (Duty cycle), una corriente (Current), una corriente de frenado (Brake current), una velocidad (RPM) o una Position, y un botón que detiene el motor. Levantar la rueda es la mejor manera de comprender la diferencia entre los modos y de verificar que un motor funciona independientemente del acelerador.
Consejo para el taller.
En un vehículo, manténgase en el modo normal y trabaje la sensación con las rampas y la curva del acelerador, en lugar de cambiar de modo. Los modos de velocidad y posición son valiosos en máquinas especiales: transportadores, robots, bancos. Para este tipo de proyecto, nuestro departamento de ingeniería dimensiona la motorización para la máquina; para un ajuste puntual, nuestro taller interviene por hora (https://rage-mechanics.com/es/nuestros-productos/1529-mano-de-obra-30-minutos.html).
Preguntas frecuentes
¿Qué modo elegir para un patinete?
Un modo que funciona con corriente, por ejemplo, "Current No Reverse Brake ADC2", que utiliza un acelerador y un freno. El resto se ajusta mediante las rampas y la curva.
¿Por qué mi vehículo frena cuando suelto un poco el acelerador?
Probablemente se encuentra en el modo "Duty Cycle" o "PID Speed": la velocidad objetivo disminuye y el controlador frena para ajustarse a ella. En el modo normal, soltar el acelerador solo reduce la fuerza.
¿Puede el modo de velocidad funcionar como un control de crucero?
El regulador activado por botón en la aplicación ADC utiliza la regulación de velocidad de forma puntual, manteniendo al mismo tiempo el modo actual para la conducción normal.
¿Es necesario ajustar los parámetros PID para conducir en modo estándar?
No, los ajustes de PID de velocidad y de PID de posición solo se utilizan para los modos de velocidad y posición, y para el regulador de velocidad. El modo actual depende de la detección del motor.