发明名称 PI参数混合整定法
摘要 本发明涉及一种PI参数混合整定法,其为使闭环矢量控制系统工作在最佳状态下,提出了采用基于模型的离线式整定与模糊PI在线整定相结合的混合整定法,该方法是:首先根据矢量控制原理推导出系统的数学模型,采用恒转矩启动并自由停机的方法计算出转动惯量,根据数学模型计算PI参数和内环补偿量;然后采用模糊PI控制器,提出新的PI控制规则表;最后通过对比实验验证PI参数的准确性。本发明PI参数混合整定法提高了系统的动态性能和稳态精度,优于仅采用单一整定法的系统,验证了本方法的有效性。
申请公布号 CN102426417B 申请公布日期 2013.10.02
申请号 CN201110415788.9 申请日期 2011.12.13
申请人 中冶南方(武汉)自动化有限公司 发明人 李鹏;徐晖;王胜勇;康现伟;卢家斌;李传涛;李四川;李海东
分类号 G05B11/42(2006.01)I 主分类号 G05B11/42(2006.01)I
代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 代理人 王守仁
主权项 一种PI参数混合整定法,其特征是一种采用基于模型的离线式整定与模糊PI在线整定相结合的混合整定法,具体是:先根据矢量控制原理构建出异步电机交流调速系统的控制数学模型,采用恒转矩启动并自由停机的方法计算出转动惯量,在异步电机交流调速系统运行前,先根据实际需求设定相应的性能参数,然后依据数学模型计算PI参数和内环补偿量,其为系统最优PI参数;然后启动系统,采用模糊PI控制器进行在线实时整定,其中模糊PI控制器的核心为根据实际调试经验提出新的PI控制规则表;最后通过对比实验验证PI参数的准确性;所述的PI参数混合整定法,其采用包括以下步骤的方法:(1)检查交流调速系统连线是否正确,以保障系统正常运行,(2)闭合交流调速系统电源,确保电机处于静止状态,(3)根据现场需求设定性能参数,其包括阻尼比ζ和中频段带宽H参数,(4)启动离线整定,(5)等待电机自由停机并自动计算出PI参数,(6)离线整定完毕后,开始正常使用该交流调速系统;设定目标速度并启动电机,在电机运行时模糊PI控制器会根据现场环境的改变而自动修正速度环PI参数,经过上述步骤,实现PI参数混合的整定;在环境发生变化时进行在线调节PI参数,此时模糊PI控制器输出采用增量式,具体是:先定义速度误差e、速度误差的变化率ec、Kp的增量△Kp和Ki的增量△Ki的模糊子集为{NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB},Kp为PI控制环的P参数,Ki为PI控制环的I参数,子集中元素分别表示负大、负中、负小、零、正小、正中、正大,然后按照阶跃给定时的e和ec的变化和下述模糊控制规则提出新的PI控制规则表:(1)e>0,ec>0:误差e有减小的趋势,e在PB区内时,需增大Kp,减小Ki;在PM、PS区内时,为了减小超调量,需减小Kp,适量增大Ki;在Z区内,保持Kp、Ki,(2)e<0,ec>0:误差e有增大的趋势,e在Z区内,保持Kp、Ki;NS、NM区内时,需增大Kp,减小Ki;在NB区内时,为了使速度尽快回到给定值,需增大Kp,减小Ki,(3)e<0,ec<0:误差e有减小的趋势,e在NB区内,增大Kp,减小Ki;NM、NS区内时,减小Kp,增大Ki;在Z区内时,保持Kp、Ki,(4)e>0,ec>0:误差e有增大的趋势,在Z内,保持Kp、Ki;PS、PM区内时,需增大Kp,减小Ki;在NB区内时,为了使速度尽快回到给定值,需增大Kp,减小K,所述环境发生变化是指包括异步电机交流调速系统突然加减速、突然加减负载时的情况。
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