直流电机角位移PID控制的参数调节系统的调节方法

摘要

本发明公布了一种直流电机角位移PID控制的参数调节系统的调节方法，属直流电机控制领域。本发明调节系统包括控制器、功率驱动单元、直流电机及负载、角位移检测传感器，其中控制器由比较器、比例器、积分器和微分器组成。本发明所述调节方法采用角位移传感器检测实际角位移信号，比较器接收所述实际角位移信号和给定的角位移指令信号输出误差信号；比例器接、积分器、微分器收误差信号分别输出比例控制信号、积分控制信号、微分控制信号；功率驱动单元接收各控制信号输出驱动电流；直流电机及负载接收驱动电流带动负载运行。本发明具有良好的静态性能和动态性能。

主权项

1.一种直流电机角位移PID控制的参数调节系统的调节方法，所述调节系统包括控制器(1)、功率驱动单元(2)、直流电机及负载(3)、角位移检测传感器(4)，其中控制器(1)由比较器(111)、比例器(112)、积分器(113)和微分器(114)组成；比较器(111)的输出端分别与比例器(112)的输入端、积分器(113)的输入端和微分器(114)的输入端连接，比例器(112)的输出端、积分器(113)的输出端和微分器(114)的输出端分别与功率驱动单元(2)的输入端连接，功率驱动单元(2)的输出端与直流电机及负载(3)的输入端连接，直流电机及负载(3)的输出端与角位移检测传感器(4)的输入端连接，角位移检测传感器(4)的输出端与比较器(111)的输入端连接，其特征在于所述调节方法包括下列步骤：1)采用角位移检测传感器(4)检测直流电机及负载(3)得到实际角位移信号；2)采用比较器(111)接收所述实际角位移信号，并和输入的角位移指令信号进行比较，输出角位移误差信号；3)采用比例器(112)接收所述误差信号，调节比例器(112)的控制参数P_max为功率驱动单元(2)的最大输出功率，Θ_ml为线性范围内最大角位移值，输出比例控制信号；4)采用积分器(113)接收所述误差信号，调节积分器(113)的控制参数I为负载等效惯量参数，输出积分控制信号；5)采用微分器(114)接收所述误差信号，调节微分器(114)的控制参数D为负载等效阻尼参数，输出微分控制信号；6)采用功率驱动单元(2)接收所述比例控制信号、积分控制信号和微分控制信号，输出驱动电流；7)采用直流电机及负载(3)接收所述驱动电流带动负载运行；其中被控制对象的等效阻尼参数D和负载等效惯量参数I的识别，包括如下步骤：a.将幅值为M的阶跃信号输入到功率驱动单元(2)，驱动直流电机及负载(3)运转，由角位移检测传感器(4)测量直流电机及负载(3)角位移输出信号，并记录阶跃输入信号和角位移输出信号随时间变化的过程；b.沿角位移输出信号的直线段作一条直线l相交于时间轴；c.读出直线l与时间轴相交时的时间值T；d.测量直线l的斜率K；e.将阶跃输入信号幅值M除以直线l的斜率K，得到被控制对象等效阻尼参数D；f.将被控制对象等效阻尼参数D乘以时间值T，得到被控制对象等效惯量参数I。