一种力矩电机调速装置中调速控制器的控制参数整定方法

摘要

本发明公开了一种力矩电机调速装置中调速控制器的控制参数整定方法，该方法基于的调速装置由调速指令发生器、调速控制器、功率驱动模块、调速执行机构和速度传感器组成；整定方法的步骤包括：组建调速执行机构参数辨识装置，根据调速执行机构阶跃输出响应特性，辨识调速执行机构的等效粘性阻尼系数和等效惯量，将功率驱动模块最大输出电压除以调速指令的最大值，所得之商进行平方，乘五倍再除以等效惯量，得到调速控制器的积分系数；将调速控制器的积分系数乘以等效惯量再开平反根，乘以二倍，所得之积减去等效粘性阻尼系数得到调速控制器的PDF系数。本发明做到调速控制器控制参数精准整定，确保力矩电机在宽范围内平稳调速。

主权项

一种力矩电机调速装置中调速控制器的控制参数整定方法，该整定方法基于的一种力矩电机调速装置由调速指令发生器、调速控制器、功率驱动模块、调速执行机构和速度传感器组成；其中所述调速控制器由比较器、积分器、积分系数乘法器、减法器、PDF系数乘法器、PDF跟随器、反馈跟随器和积分饱和限制器组成；所述调速执行机构由力矩电机、联轴节和机械负载组成；所述比较器、积分器、积分系数乘法器、减法器、功率驱动模块、力矩电机、联轴节、机械负载、速度传感器和反馈跟随器按序顺时针方向环形连接；所述比较器还与所述调速指令发生器连接；所述减法器还依次与PDF系数乘法器、PDF跟随器、速度传感器相连接；所述积分饱和限制器分别与积分系数乘法器的输出和积分器相连接；其特征是：整定方法包括如下步骤：（1）组建力矩电机调速装置中调速执行机构的参数辨识装置，该装置由阶跃信号发生器、功率驱动模块、调速执行机构、速度传感器和记录仪器组成，所述阶跃信号发生器、功率驱动模块、调速执行机构、机械负载、速度传感器和记录仪器按顺序连接；所述阶跃信号发生器还与记录仪器连接；（2）利用阶跃输入信号测量调速执行机构的输出响应，记录仪器将阶跃输入信号和调速执行机构输出响应随时间变化过程同时记录下来，直至输出响应达到稳态值；（3）将阶跃输入信号的幅值除以调速执行机构输出响应的稳态值，辨识出调速执行机构的等效粘性阻尼系数；（4）获取调速执行机构输出响应达到稳态值的0.632倍处的时间值；（5）将上述等效粘性阻尼系数和时间值相乘，辨识出调速执行机构的等效惯量；（6）确定所选功率驱动模块最大输出电压；（7）根据力矩电机调速要求和实际能够达到的最高转速，设定调速指令信号的最大值；（8）将功率驱动模块最大输出电压除以调速指令信号的最大值，所得之商进行平方，然后乘以五倍再除以调速执行机构的等效惯量，得到调速控制器的积分系数；（9）将调速控制器的积分系数乘以等效惯量开平反根，再乘以二倍，所得之积减去调速执行机构的等效粘性阻尼系数得到调速控制器的PDF系数。