[發明專利]一種伺服電機速度控制器增益參數自整定的方法

有效

• 申請號: 201710232375.4
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN106877769B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 李世華;吳超;石珂;李奇;曹為理;張允志
• 申請（專利權）人: 東南大學;中國船舶重工集團公司第七一六研究所
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P23/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

1.一種伺服電機速度控制器增益參數自整定的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，給伺服系統規劃正弦形式的電流信號，得到伺服系統的轉速幅值，根據伺服電機速度方程的頻域形式計算負載慣量，根據負載慣量和伺服系統本體慣量得到負載慣量比；

步驟2，對伺服電機執行速度閉環控制，根據伺服系統的速度閉環特性，建立速度控制器比例增益參數和積分增益參數的關系，將比例增益參數從初始值開始，每隔固定增益時間間隔增加一個增益刻度，當比例增益參數增加到使伺服電機的轉速超過震蕩臨界值時，記此時的比例增益參數為臨界震蕩比例增益；所述比例增益參數和積分增益參數的關系為：

其中，為積分增益參數，為比例增益參數，ξ_b為伺服系統的最佳阻尼比，J_L為負載慣量；

步驟3，根據步驟2比例增益參數的初始值、固定時間間隔、增益刻度以及比例增益參數和積分增益參數的關系，生成包含增益等級-比例增益參數-積分增益參數的增益等級表；

步驟4，根據負載慣量比和增益等級表計算速度控制器的實際比例增益參數和實際積分增益參數。

2.根據權利要求1所述伺服電機速度控制器增益參數自整定的方法，其特征在于，步驟1所述負載慣量的計算公式為：

其中，J_L為負載慣量，K_t為伺服系統的轉矩系數，I為電流幅值，f為電流頻率，ω為伺服系統的轉速幅值。

3.根據權利要求1所述伺服電機速度控制器增益參數自整定的方法，其特征在于，步驟1所述負載慣量比的計算公式為：

其中，R_J為負載慣量比，J_L為負載慣量，J為伺服系統本體慣量。

4.根據權利要求1所述伺服電機速度控制器增益參數自整定的方法，其特征在于，步驟3所述增益等級具體為：將比例增益參數為初始值時的增益等級設為1級，每隔一個固定時間間隔，增益等級增加1級，直至比例增益參數到達臨界震蕩比例增益，臨界震蕩比例增益對應的增益等級為最高級max。

5.根據權利要求1所述伺服電機速度控制器增益參數自整定的方法，其特征在于，步驟4所述實際比例增益參數和實際積分增益參數的計算公式分別為：

其中，K_P、K_I分別為實際比例增益參數、實際積分增益參數，分別為比例增益參數、積分增益參數，R_J為負載慣量比。