一种随动系统的负载转矩观测和补偿方法技术方案

技术编号:12916993 阅读:135 留言:0更新日期:2016-02-24 23:29
本发明专利技术提供了一种随动系统的负载转矩观测和补偿方法,首先读取上一时刻电流环的电流给定值,以及当前时刻和上一时刻的电机转速;然后计算当前时刻的负载转矩观测值;得到速度调节器输出和电流环的电流给定值,实现负载转矩观测值的补偿。本发明专利技术能有效提高随动系统对扰动的抑制能力,简化了速度调节器的设计难度,并能提高随动系统的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交流随动控制系统,尤其涉及交流随动系统中负载转矩的观测和补偿 方法。
技术介绍
随着现代化战争的发展,武器系统对目标的跟踪和抗扰动的要求逐渐提高,例如 高炮武器在进行射击时,还需要进行目标跟踪,而设计冲击力矩将会对随动系统的跟踪精 度造成一定的影响,同时也要求随动系统在一定的扰动力矩(负载转矩)下,具有一定的跟 踪精度。关于克服扰动力矩提高随动系统精度,常用的方法一般是尽量增加随动系统的带 宽和开环增益,在速度环控制器中增加积分环节来消除稳态误差。带宽的增加受到系统时 间常数的限制是有限的,过大的开环增益会导致系统稳定性的下降,因此这种方法来提高 抗扰动的能力是有限的。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足,本专利技术提供一种交流随动系统的负载转矩观测和补偿 方法,根据随动系统的输入和输出观测出系统的负载转矩,并将观测量补偿到随动系统中, 来减小扰动对随动系统跟踪精度的影响。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤:第一步、读取上一时刻k-Ι的电流环的电流给定值r(k-l),以及当前时刻k和上 一时刻k_l的电机转速ω(k)和ω(k_l);,其中,!\〇〇和!^!^)分别为 其k时刻和k-Ι时刻的中间变量,Tk为速度环的采样周期,时间常数为T。,力矩系数为κτ; 第三步、计算k时刻的中间,其中,J为折算到 电机轴上的总转动惯量,F为粘滞摩擦系数; 第四步、计算k时刻的负载转矩观测值/;.(/〇=7;(々)-Γ:(/〇; 第五步、读取k时刻的速度调节器输出ιιω (k),并计算k时刻电流环的电流给定值1实现负载转矩观测值的补偿。 本专利技术的有益效果是:通过本专利技术的交流随动系统负载转矩观测和补偿方法,能 有效提高随动系统对扰动的抑制能力,简化了速度调节器的设计难度,并能提高随动系统 的精度。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术进一步说明,本专利技术包括但不仅限于下述实施例。 本专利技术设交流随动系统电流环可简化成惯性环节,时间常数为T。,设力矩系数为 Κτ,折算到电机轴上的总转动惯量为J,粘滞摩擦系数为F,则实现随动系统负载转矩观测和 补偿方法的具体步骤为: 第一步:读取上一时刻(k-Ι时刻)的电流环的电流给定值r(k-l),以及当前时刻 (k时刻)和上一时刻(k-Ι时刻)电机的转速ω(k)和ω(k-Ι);其中,?\为中间变量,1\〇〇和Tjk-i)分别为其k时刻和k-Ι时刻的值,1;为速度环的采样周期;其中,τ2为中间变量,T2(k)为其k时刻的值; 第四步:计算负载转矩观测值/;. (Α·_) = 7;(/〇-7丨(幻,其中/:,(幻为k时刻的负载转矩 观测值; 第五步,读取k时刻的速度调节器输出ιιω (k),并计算k时刻电流环的电流给定值实现负载转矩观测值的补偿。 本专利技术的实施例中,当随动系统的电流环时间常数!;= 0.2ms,速度环的采样周期 Tk=lms(0.001s)时,则实现随动系统负载转矩观测和补偿方法的具体步骤为: 第一步:读取上一时刻(k-Ι时刻)的电流环的电流给定值r(k-l),以及当前时刻 (k时刻)和上一时刻(k-Ι时刻)电机的转速ω(k)和ω(k-Ι); 第四步:计算负载转矩观测il'ii; (/〇 = 7;⑷-7:(/0 ; 第五步,读取k时刻的速度调节器输出ιιω (k),并计算k时刻电流环的电流给定值,实现负载转矩观测值的补偿。【主权项】1. ,其特征在于包括下述步骤: 第一步、读取上一时刻k-Ι的电流环的电流给定值r(k-l),以及当前时刻k和上一时 亥1J k_l的电机转速ω (k)和ω (k_l); 第二步、计算其中,T1GO和1'1(1^-1)分别为其k 时刻和k-Ι时刻的中间变量,Tk为速度环的采样周期,时间常数为T。,力矩系数为Kt; 第三步、计算k时刻的中间变量其中,J为折算到电机 轴上的总转动惯量,F为粘滞摩擦系数; 第四步、计算k时刻的负载转矩观测值第五步、读取k时刻的速度调节器输出ιιω (k),并计算k时刻电流环的电流给定值实现负载转矩观测值的补偿。【专利摘要】本专利技术提供了,首先读取上一时刻电流环的电流给定值,以及当前时刻和上一时刻的电机转速;然后计算当前时刻的负载转矩观测值;得到速度调节器输出和电流环的电流给定值,实现负载转矩观测值的补偿。本专利技术能有效提高随动系统对扰动的抑制能力,简化了速度调节器的设计难度,并能提高随动系统的精度。【IPC分类】H02P29/40【公开号】CN105356823【申请号】CN201510725173【专利技术人】李长红, 韩耀鹏, 边党伟, 杨波 【申请人】中国兵器工业集团第二O二研究所【公开日】2016年2月24日【申请日】2015年10月30日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随动系统的负载转矩观测和补偿方法,其特征在于包括下述步骤:第一步、读取上一时刻k‑1的电流环的电流给定值I*(k‑1),以及当前时刻k和上一时刻k‑1的电机转速ω(k)和ω(k‑1);第二步、计算T1(k)=TcTc+TkT1(k-1)+TkKTTc+TkI*(k-1),]]>其中,T1(k)和T1(k‑1)分别为其k时刻和k‑1时刻的中间变量,Tk为速度环的采样周期,时间常数为Tc,力矩系数为KT;第三步、计算k时刻的中间变量其中,J为折算到电机轴上的总转动惯量,F为粘滞摩擦系数;第四步、计算k时刻的负载转矩观测值第五步、读取k时刻的速度调节器输出uω(k),并计算k时刻电流环的电流给定值实现负载转矩观测值的补偿。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李长红韩耀鹏边党伟杨波
申请(专利权)人:中国兵器工业集团第二O二研究所
类型:发明
国别省市:陕西;61

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