[發明專利]由環境溫度變化引起的電動舵機性能變化的補償方法

有效

• 申請號: 201510703003.6
• 申請日: 2015-10-27
• 公開（公告）號: CN106610582B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 孫立偉;隋鐵君;石建國;程國峰;閆霞;楊春秋;李忠華;李源;李俊賢;李波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱建成集團有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42;G05B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種由環境溫度變化引起的電動舵機性能變化的補償方法，其特征在于：其具體操作步驟為：

步驟1：構造PID控制電路；

所述PID控制電路包括比例電路、微分電路和積分電路；

所述比例電路具體為：第一電阻R1的一端接輸入信號，另一端分別與第一運算放大器A的負輸入端和第一調節電阻RT1的一端連接；第一調節電阻RT1的另一端與第二電阻R2的一端連接；第二電阻R2的另一端和第一調節電阻RT1的輸出端同時與第四電阻R4的一端連接；第四電阻R4的另一端為所述比例調節電路的輸出端；第一運算放大器A的正輸入端與第三電阻R3的一端連接；第三電阻R3的另一端接地；

所述微分電路具體為：第五電阻R5的一端接輸入信號，另一端與第一電容C1的一端連接；第一電容C1的另一端分別與第二運算放大器B的負輸入端和第二調節電阻RT2的一端連接；第二調節電阻RT2的另一端與第六電阻R6的一端連接；第六電阻R6的另一端和第二調節電阻RT2的輸出端同時與第八電阻R8的一端連接；第八電阻R8的另一端為所述微分調節電路的輸出端；第二運算放大器B的正輸入端與第七電阻R7的一端連接；第七電阻R7的另一端接地；

所述積分電路具體為：第九電阻R9的一端接輸入信號，另一端與第三調節電阻RT3的一端連接；第三調節電阻RT3的另一端分別與第三運算放大器C的負輸入端和第二電容C2的一端連接；第二電容C2的另一端和第三運算放大器C的輸出端同時與第十一電阻R11的一端連接；第十一電阻R11的另一端為所述積分調節電路的輸出端；第三運算放大器C的正輸入端與第十電阻R10的一端連接；第十電阻R10的另一端接地；

比例電路、微分電路和積分電路的輸出之和為所述PID控制電路的輸出；

所述第一電阻R1至第十一電阻R11的阻值以及第一電容C1、第二電容C2的電容值均根據實際控制要求由人為預先確定；

步驟2：將步驟1構造的PID控制電路接入到待補償的電動舵機控制回路中，具體為：

外接設備中的控制平臺輸出舵機控制信號，待補償的電動舵機上的角度傳感器輸出舵機反饋信號，所述舵機控制信號和舵機反饋信號做差運算之后的信號E(s)作為所述PID控制電路的輸入信號，即：信號E(s)分成三路，分別輸入至第一電阻R1、第五電阻R5和第九電阻R9；PID控制電路的輸出信號發送到外接設備中的舵機功率放大器的輸入端，舵機功率放大器的輸出端與待補償的電動舵機的輸入端連接；

步驟3：在-45℃～60℃的溫度范圍內，均勻選取n個溫度點，n≥5，并分別在每個溫度點下對電動舵機進行動靜態性能測試，通過調整第一調節電阻RT1、第二調節電阻RT2和第三調節電阻RT3的阻值，達到調整PID參數的目的，進而使待補償的電動舵機在選取的各溫度點下均滿足性能指標要求，記錄下各溫度點下第一調節電阻RT1、第二調節電阻RT2和第三調節電阻RT3的阻值；

所述PID參數包括比例參數K_P、微分參數K_D和積分參數K_I；比例參數K_P與第一調節電阻RT1的阻值R_T1之間的關系如公式(1)所示；微分參數K_D與第二調節電阻RT2的阻值R_T2之間的關系如公式(2)所示；積分參數K_I與第三調節電阻RT3的阻值R_T3之間的關系如公式(3)所示；

K_D＝K_P(R₆+R_T2)C₁ (2)

步驟4：根據n個溫度點下的第一調節電阻RT1的阻值R_T1繪制第一調節電阻RT1的阻值R_T1隨溫度變化的曲線，并選取溫度和阻值的對應關系與該曲線相一致的第一熱敏電阻器，用符號RM1表示；同時，根據n個溫度點下的第二調節電阻RT2的阻值R_T2繪制第二調節電阻RT2的阻值R_T2隨溫度變化的曲線，并選取溫度和阻值的對應關系與該曲線相一致的第二熱敏電阻器，用符號RM2表示；根據n個溫度點下的第三調節電阻RT3的阻值R_T3繪制第三調節電阻RT3的阻值R_T3隨溫度變化的曲線，并選取溫度和阻值的對應關系與該曲線相一致的第三熱敏電阻器，用符號RM3表示；

步驟5：構造變參數PID控制電路；

用第一熱敏電阻器RM1替換比例電路中的第一調節電阻RT1，將比例電路變為比例調節電路；用第二熱敏電阻器RM2替換微分電路中的第二調節電阻RT2，將微分電路變為微分調節電路；用第三熱敏電阻器RM3替換積分電路中的第三調節電阻RT3，將積分電路變為積分調節電路；比例調節電路、微分調節電路和積分調節電路構成變參數PID控制電路；

經過上述步驟的操作，即可通過變參數PID控制電路對由高低溫引起的電動舵機機構機械阻尼發生的變化進行實時補償。