一种速度环控制参数整定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种速度环控制参数整定方法和装置，其中，该方法包括：根据电机速度环参数理论计算公式确定速度环PI控制器的比例参数理论值

A Method and Device for Adjusting Control Parameters of Speed Loop

【技术实现步骤摘要】
一种速度环控制参数整定方法及装置
本专利技术涉及电机控制
，特别涉及一种速度环控制参数整定方法及装置。
技术介绍
交流同步电机速度控制通常采用速度PI控制器，包含比例参数(P)和积分参数(I)，由于不同应用场合有不同性能需求，为实现良好的控制性能，通常需要根据应用需求重新调整速度环PI控制参数。速度环PI控制参数整定常用方法有两种：(1)基于模型的理论公式计算法，控制性能由建模的准确性决定，实际模型复杂，误差大；(2)基于经验的整定法，需根据不同应用需要、专业经验制定整定规则，控制性能由专业人员经验决定，适用性较低、效率较低。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种速度环控制参数整定方法，实现参数整定自动化，从而降低劳动成本、提高电机调试效率。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种速度环控制参数整定方法，所述方法包括：根据电机速度环参数理论计算公式(1)确定速度环PI控制器的比例参数理论值和积分参数理论值作为速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值其中，Ts为速度环控制周期，Tpwm为逆变器时间常数，Tf为速度环低通滤波器的时间常数，J为系统等效至电机轴的转动惯量，Kt为电机转矩系数；根据系统响应要求确定误差积分性能评价函数E(Kp，KI)；其中，p、q为权重因子；设置速度环PI参数整定的迭代步长其中，5％≦m1≦30％、5％≦m2≦30％；根据所述速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及所述迭代步长确定比例参数KP迭代方向μP；根据所述积分参数初始值以及迭代公式在所述迭代方向μP上搜索所述误差积分性能评价函数评价值的最小值以确定比例参数根据所述速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及所述迭代步长确定积分参数KI迭代方向μI；设置所述速度环参数整定的比例参数初始值根据所述比例参数初始值以及迭代公式在所述迭代方向μI上搜索所述误差积分性能评价函数的最小值，以确定积分参数根据计算得到的比例参数和积分参数为确定所述误差积分性能评价函数的最小性能评价值为并判断所述最小性能评价值是否不大于预设的阈值Eth；当不大于预设的阈值Eth时，确定速度环PI控制参数为其中，当不满足不大于预设的阈值Eth时，所述方法还包括：分别设置所述速度环参数整定的比例参数初始值积分参数初始值其中，设置i＝0、j＝0；然后重新执行根据所述速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及所述迭代步长确定比例参数KP迭代方向μP步骤。其中，当不满足时，所述方法还包括：判断整定轮数n是否达到限制的最大整定轮数N；当整定轮数n未达到限制的最大整定轮数N时，分别设置所述速度环参数整定的比例参数初始值积分参数初始值其中，设置i＝0、j＝0；然后重新执行根据所述速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及所述迭代步长确定比例参数KP迭代方向μP的步骤；当整定轮数n已达到限制的最大整定轮数N时，输出当前计算得到的比例参数和积分参数。其中，m1＝20％、m2＝10％。其中，所述根据速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及迭代步长确定比例参数KP迭代方向μP，具体包括：根据速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及迭代步长ΔKp分别设置速度环PI控制参数为根据相应电机阶跃速度响应，计算所述误差积分性能评价函数的评价值判断评价值大小关系：若则计算得到迭代方向μP＝+1，即，迭代方向为正；若则计算得到迭代方向μP＝-1，即，迭代方向为负；若则根据速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及迭代步长ΔKp设置速度环PI控制参数为然后计算所述误差积分性能评价函数的评价值并根据评价值和的大小关系计算迭代方向μP的值，以判断迭代方向。其中，所述根据积分参数初始值以及迭代公式在所述迭代方向μP上搜索误差积分性能评价函数评价值的最小值以确定比例参数具体包括：根据积分参数初始值以及迭代公式在迭代方向μP上搜索，计算第i次迭代的误差积分性能评价函数的评价值若满足且时，则根据误差积分性能评价函数评价值的最小值确定比例参数为其中，所述设置所述速度环参数整定的比例参数初始值根据速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及迭代步长确定积分参数KI迭代方向μI，具体包括：根据速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及迭代步长ΔKI分别设置速度环PI控制参数为根据相应电机阶跃速度响应，计算所述误差积分性能评价函数的评价值判断评价值的大小关系：若则计算得到迭代方向μI＝+1，即，迭代方向为正；若则计算得到迭代方向μI＝-1，即，迭代方向为负；若则根据速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及迭代步长ΔKI设置速度环PI控制参数为然后计算所述误差积分性能评价函数的评价值并根据评价值和的大小关系计算迭代方向μI的值，从而判断迭代方向。其中，所述设置所述速度环参数整定的比例参数初始值根据比例参数初始值以及迭代公式在迭代方向μI上搜索误差积分性能评价函数的最小值以确定积分参数具体包括：根据比例参数初始值以及迭代公式在迭代方向μI上搜索，计算第j次迭代的误差积分性能评价函数的评价值若满足且时，则根据误差积分性能评价函数评价值的最小值确定积分参数为为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种速度环控制参数整定装置，所述装置包括：赋值模块，用于根据电机速度环参数理论计算公式(1)确定速度环PI控制器的比例参数理论值和积分参数理论值作为速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值其中，Ts为速度环控制周期，Tpwm为逆变器时间常数，Tf为速度环低通滤波器的时间常数，J为系统等效至电机轴的转动惯量，Kt为电机转矩系数；函数确定模块，用于根据系统响应要求确定误差积分性能评价函数E(Kp，KI)；其中，p、q为权重因子；设置模块，用于设置速度环PI参数整定的迭代步长其中，5％≦m1≦30％、5％≦m2≦30％；迭代方向确定模块，用于根据所述速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及所述迭代步长分别确定比例参数KP迭代方向μP和积分参数KI迭代方向μI；计算模块，用于根据所述积分参数初始值以及迭代公式在所述迭代方向μP上搜索所述误差积分性能评价函数评价值的最小值以确定比例参数以及根据所述比例参数初始值以及迭代公式在所述迭代方向μI上搜索所述误差积分性能评价函数的最小值，以确定积分参数参数确定模块，用于根据计算得到的比例参数和积分参数为确定所述误差积分性能评价函数的最小性能评价值为并当所述最小性能评价值时，确定速度环PI控制参数为其中，Eth为预设的阈值Eth。其中，所述赋值模块还用于当所述参数确定模块确定不满足时，分别设置所述速度环参数整定的比例参数初始值积分参数初始值其中，设置i＝0、j＝0。其中，还包括整定统计模块，用于当所述参数确定模块确定不满足时，判断整定轮数n是否达到限制的最大整定轮数N；当整定轮数n未达到限制的最大整定轮数N时，所述赋值模块分别设置所述速度环参数整定的比例参数初始值积分参数初始值当整定轮数n已达到限制的最大整定轮数N时，所述参数确定模块输出当前计算得到的比例参数和积分参数。其中，所述迭代方向确定模块包括：参数设置子模块，用于根据速度环参数整定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种速度环控制参数整定方法，其特征在于，所述方法包括：根据电机速度环参数理论计算公式(1)确定速度环PI控制器的比例参数理论值

【技术特征摘要】
1.一种速度环控制参数整定方法，其特征在于，所述方法包括：根据电机速度环参数理论计算公式(1)确定速度环PI控制器的比例参数理论值和积分参数理论值作为速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值其中，Ts为速度环控制周期，Tpwm为逆变器时间常数，Tf为速度环低通滤波器的时间常数，J为系统等效至电机轴的转动惯量，Kt为电机转矩系数；根据系统响应要求确定误差积分性能评价函数E(Kp，KI)；其中，p、q为权重因子；设置速度环PI参数整定的迭代步长其中，5％≦m1≦30％、5％≦m2≦30％；根据所述速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及所述迭代步长确定比例参数KP迭代方向μP；根据所述积分参数初始值以及迭代公式在所述迭代方向μP上搜索所述误差积分性能评价函数评价值的最小值以确定比例参数设置所述速度环参数整定的比例参数初始值根据所述速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及所述迭代步长确定积分参数KI迭代方向μI；根据所述比例参数初始值以及迭代公式在所述迭代方向μI上搜索所述误差积分性能评价函数的最小值，以确定积分参数根据计算得到的比例参数和积分参数为确定所述误差积分性能评价函数的最小性能评价值为并判断所述最小性能评价值是否不大于预设的阈值Eth；以及当不大于预设的阈值Eth时，确定速度环PI控制参数为2.根据权利要求1所述的速度环控制参数整定方法，其特征在于，当不满足不大于预设的阈值Eth时，所述方法还包括：分别设置所述速度环参数整定的比例参数初始值积分参数初始值其中，设置i＝0、j＝0；然后重新执行根据所述速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及所述迭代步长确定比例参数KP迭代方向μP步骤。3.根据权利要求1所述的速度环控制参数整定方法，其特征在于，当不满足时，所述方法还包括：判断整定轮数n是否达到限制的最大整定轮数N；当整定轮数n未达到限制的最大整定轮数N时，分别设置所述速度环参数整定的比例参数初始值积分参数初始值其中，设置i＝0、j＝0；然后重新执行根据所述速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及所述迭代步长确定比例参数KP迭代方向μP的步骤；当整定轮数n已达到限制的最大整定轮数N时，输出当前计算得到的比例参数和积分参数。4.根据权利要求1所述的速度环控制参数整定方法，其特征在于，m1＝20％、m2＝10％。5.根据权利要求1所述的速度环控制参数整定方法，其特征在于，所述根据速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及迭代步长确定比例参数KP迭代方向μP，具体包括：根据速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及迭代步长ΔKp分别设置速度环PI控制参数为根据相应电机阶跃速度响应，计算所述误差积分性能评价函数的评价值判断评价值大小关系：若则得到迭代方向μP＝+1，即，迭代方向为正；若则得到迭代方向μP＝-1，即，迭代方向为负；若则根据速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及迭代步长ΔKp设置速度环PI控制参数为然后计算所述误差积分性能评价函数的评价值并根据评价值和的大小关系计算迭代方向μP的值，以判断迭代方向。6.根据权利要求5所述的速度环控制参数整定方法，其特征在于，所述根据积分参数初始值以及迭代公式在所述迭代方向μP上搜索误差积分性能评价函数评价值的最小值以确定比例参数具体包括：根据积分参数初始值以及迭代公式在迭代方向μP上搜索，计算第i次迭代的误差积分性能评价函数的评价值若满足且时，则根据误差积分性能评价函数评价值的最小值确定比例参数为7.根据权利要求1所述的速度环控制参数整定方法，其特征在于，设置所述速度环参数整定的比例参数初始值所述根据速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及迭代步长确定积分参数KI迭代方向μI，具体包括：设置所述速度环参数整定的比例参数初始值根据速度环参数整定的比例参数初始值和积分参数初始值以及迭代步长ΔKI分别设置速度环PI控制参数为根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓词，陈虢，许荣再，
申请(专利权)人：厦门华联电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35