[發明專利]直流電機速度控制對象參數識別系統及識別方法

有效

• 申請號: 200810195266.0
• 申請日: 2008-10-31
• 公開（公告）號: CN101394146A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 曾文火;邵福
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H02P7/00
• 分類號: H02P7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種直流電機速度系統和控制方法，特別涉及一種直流電機 速度控制對象參數識別系統及識別方法。

背景技術

直流電機速度控制必須采用閉環控制才能獲得優良的速度控制性能。只有 對被控對象進行定性認識才能決定設計什么樣的控制器，只有對被控對象參數 進行定量識別才能對控制器參數準確調整。目前，公知的現有技術中的控制器， 如應用廣泛的PID(比例積分微分)控制器，并不是首先確定被控對象參數， 而是直接采用試湊法或經驗法調整控制器比例控制參數、積分控制參數和微分 控制參數。因此，控制器參數的調整比較盲目，直流電機速度控制系統的調試 費時費力，速度控制性能難以滿足要求，有些甚至根本無法對速度進行控制。 因此，直流電機速度控制時，如何識別被控對象參數，則是現有技術有待解決 的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術存在的缺陷提出一種直流電機 速度控制對象參數識別系統及識別方法。

本發明直流電機速度控制對象參數識別系統，包括階躍信號發生器，功率 驅動單元，直流電機及負載，速度檢測傳感器和記錄儀器，其中階躍信號發生 器的輸出端分別與功率驅動單元的輸入端、記錄儀器的一個輸入端連接，功率 驅動單元的輸出端接直流電機及負載的輸入端，直流電機及負載的輸出端接速 度檢測傳感器的輸入端，速度檢測傳感器的輸出端接記錄儀器的另一個輸入 端。

所述的直流電機速度控制對象參數識別系統的識別方法，包括下列步驟：

(1)采用階躍信號發生器輸出階躍信號；

(2)采用功率驅動單元接收所述階躍信號輸出驅動電流；

(3)采用直流電機及負載接收所述驅動電流驅動負載運行；

(4)采用速度檢測傳感器測量直流電機及負載得到速度信號；

(5)采用記錄儀器接收所述階躍信號和速度信號，并建立速度與時間的 坐標系和階躍信號與時間的坐標系；

(6)將階躍輸入信號幅值M除以與速度信號穩態幅值C，得到被控對 象等效阻尼參數K；

(7)測量在速度輸出信號穩態幅值的0.632倍處的時間軸上坐標值T；

(8)將時間值T和等效阻尼參數K相乘，得到被控對象等效慣量參數A。

本發明在直流電機速度控制設計和調試時不僅可以節省精力和時間，而 且可獲得良好的靜態性能和動態性能。

附圖說明

圖1：本發明控制系統框圖；

圖2：本發明輸出階躍信號圖；

圖3：本發明輸出速度信號圖。

具體實施方式

如圖1所示。本發明直流電機速度控制對象參數識別系統，包括階躍信號 發生器101，功率驅動單元102，直流電機及負載103，速度檢測傳感器104 和記錄儀器105，其中階躍信號發生器101的輸出端分別與功率驅動單元102 的輸入端、記錄儀器105的一個輸入端連接，功率驅動單元102的輸出端接直 流電機及負載103的輸入端，直流電機及負載103的輸出端接速度檢測傳感器 104的輸入端，速度檢測傳感器104的輸出端接記錄儀器105的另一個輸入端。

結合圖1、圖2和圖3敘述本發明的直流電機速度控制對象參數識別系統 的識別方法，包括下列步驟：

(1)采用階躍信號發生器101輸出階躍信號；

(2)采用功率驅動單元102接收所述階躍信號輸出驅動電流；

(3)采用直流電機及負載103接收所述驅動電流驅動負載運行；

(4)采用速度檢測傳感器104測量直流電機及負載103得到速度信號；

(5)采用記錄儀器105接收所述階躍信號和速度信號，并建立速度V 與時間t的坐標系和階躍信號F與時間t的坐標系；

(6)將階躍輸入信號幅值M除以與速度信號穩態幅值C，得到被控對 象等效阻尼參數K；

(7)測量在速度輸出信號穩態幅值的0.632倍處的時間軸上坐標值T；

(8)將時間值T和等效阻尼參數K相乘，得到被控對象等效慣量參數A。

得到上述直流電機速度控制時被控對象的等效慣量參數I和等效阻尼參數 D之后，直流電機速度控制器就可以根據這兩個被控對象參數進行設計和調 整。