基于直流电机角位移控制的控制对象参数识别方法技术

本发明专利技术公布了一种基于直流电机角位移控制的控制对象参数识别方法，属直流电机角位移控制方法。本发明专利技术采用阶跃信号发生器触发功率驱动单元输出驱动电流驱动电机带动负载运行；采用角位移传感器检测电机角位移信号并与阶跃信号分别建立与时间的坐标，沿角位移信号的线段作一条直线并延长相交于时间轴；测量得到上述直线的斜率；阶跃信号幅值除以直线的斜率得到等效阻尼参数；采用所述条直线相同的斜率，过原点作第二条直线；在横坐标上取一时间点，检测得到在这一时间点上两条直线的纵坐标差值；采用上述纵坐标差值、等效阻尼参数、阶跃输入信号幅值得到被控对象等效惯量参数。本发明专利技术具有良好的静态性能和动态性能。

Parameter identification method of control object based on angle displacement control of DC motor

The invention discloses a control object parameter identification method based on DC motor angle displacement control, belonging to the DC motor angle displacement control method. The invention adopts the step signal generator trigger power drive unit output drive current to drive the motor to drive the load; the angular displacement sensor for detecting motor angular displacement signal and step signal respectively to establish the coordinate and time line, along the angular displacement signal as a straight line intersecting and extended to the time axis is measured by the linear slope; the slope of the straight line; step by dividing the signal amplitude to obtain equivalent damping parameters; slope using the same line through the origin, second lines; a time point on the abscissa, detected at this point in time on the two line longitudinal coordinate difference; the longitudinal coordinate difference, equivalent damping parameter and step input signal amplitude obtained object equivalent inertia parameters. The invention has good static performance and dynamic performance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直流电机角位移控制方法，特别涉及一种基于直流电机 角位移控制的控制对象参数识别方法。
技术介绍
直流电机角位移控制必须采用闭环控制才能获得优良的角位移控制性 能。只有对被控对象进行定性认识才能决定设计什么样的控制器，只有对被控 对象参数进行定量识别才能对控制器参数准确调整。目前，公知的现有技术中的控制器，如应用广泛的PID (比例积分微分)控制器，并不是首先确定被控 对象参数，而是直接采用试凑法或经验法调整控制器比例控制参数、积分控制 参数和微分控制参数。因此，控制器参数的调整比较盲目，直流电机角位移控 制系统的调试费时费力，角位移控制性能难以满足要求，有些甚至根本无法对 角位移进行控制。因此，直流电机角位移控制时，如何识别被控对象参数，则 是现有技术有待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷提出一种基于直流 电机角位移控制的控制对象参数识别方法。本专利技术，包括下列步(1) 采用阶跃信号发生器输出的阶跃信号；(2) 采用功率驱动单元接收所述阶跃信号输出驱动电流；(3) 采用直流电机及负载接收所述驱动电流驱动负载运行；(4) 采用角位移检测传感器测量直流电机及负载得到角位移信号；(5) 采用记录仪器接收所述阶跃信号和角位移信号，并建立角位移与时 间的坐标系和阶跃信号与时间的坐标系；(6) 沿着角位移信号的直线段作一条直线并延长相交于时间轴；(7) 测量得到上述直线的斜率K;(8) 将阶跃输入信号幅值M除以直线的斜率K，得到被控对象等效阻 尼参数D;(9) 采用步骤6所述的直线相同的斜率K，过原点作第二条直线；(10) 在横坐标上取一时间点，检测得到在这一时间点上所述两条直线的纵坐标差值L;(11) 采用上述纵坐标差值L、等效阻尼参数D、阶跃输入信号幅值M 得到被控对象等效惯量参数/ = f 。本专利技术在直流电机角位移控制设计和调试时不仅可以节省精力和时间， 而且可获得良好的静态性能和动态性能。附图说明图1:本专利技术控制系统框图; 图2:本专利技术阶跃信号图； 图3:本专利技术角位移信号图。具体实施方式如图1所示。本专利技术基于的直流电机角位移控制对象参数识别系统，包括 阶跃信号发生器101，功率驱动单元102，直流电机及负载103，角位移检测传 感器104和记录仪器105，其中阶跃信号发生器101的输出端分别与功率驱动 单元102的输入端、记录仪器105的一个输入端连接，功率驱动单元102的输 出端接直流电机及负载103的输入端，直流电机及负载103的输出端接角位移 检测传感器104的输入端，角位移检测传感器104的输出端接记录仪器105的 另一个输入端。结合图1、图2和图3叙述本专利技术的基于直流电机角位移控制的控制对象 参数识别方法，包括下列步骤(1) 采用阶跃信号发生器101输出的阶跃信号；(2) 采用功率驱动单元102接收所述阶跃信号输出驱动电流；(3) 采用直流电机及负载103接收所述驱动电流驱动负载运行；(4) 采用角位移检测传感器104测量直流电机及负载103得到角位移信号；(5) 采用记录仪器105接收所述阶跃信号和角位移信号，并建立角位移 与时间的坐标系和阶跃信号与时间的坐标系；(6) 沿着角位移信号的直线段作一条直线并延长相交于时间轴；(7) 测量得到上述直线的斜率K;(8) 将阶跃输入信号幅值M除以直线的斜率K，得到被控对象等效阻 尼参数D;(9) 采用步骤6所述的直线相同的斜率K，过原点作第二条直线；(10) 在横坐标上取一时间点，检测得到在这一时间点上所述两条直线的纵坐标差值L;(11) 采用上述纵坐标差值L、等效阻尼参数D、阶跃输入信号幅值M 得到被控对象等效惯量参数/ = ^^。得到上述直流电机角位移控制时被控对象的等效惯量参数I和等效阻尼参 数D之后，直流电机角位移控制器就可以根据这两个被控对象参数进行设计和 调整。权利要求1.一种，其特征在于包括下列步骤(1)采用阶跃信号发生器(101)输出的阶跃信号；(2)采用功率驱动单元(102)接收所述阶跃信号输出驱动电流；(3)采用直流电机及负载(103)接收所述驱动电流驱动负载运行；(4)采用角位移检测传感器(104)测量直流电机及负载(103)得到角位移信号；(5)采用记录仪器(105)接收所述阶跃信号和角位移信号，并建立角位移与时间的坐标系和阶跃信号与时间的坐标系；(6)沿着角位移信号的直线段作一条直线并延长相交于时间轴；(7)测量得到上述直线的斜率K；(8)将阶跃输入信号幅值M除以直线的斜率K，得到被控对象等效阻尼参数D；(9)采用步骤6所述的直线相同的斜率K，过原点作第二条直线；(10)在横坐标上取一时间点，检测得到在这一时间点上所述两条直线的纵坐标差值L；(11)采用上述纵坐标差值L、等效阻尼参数D、阶跃输入信号幅值M得到被控对象等效惯量参数<maths id="math0001" num="0001" ><math><!]></math> id="icf0001" file="A2008101952560002C1.tif" wi="20" he="9" top= "147" left = "79" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>全文摘要本专利技术公布了一种，属直流电机角位移控制方法。本专利技术采用阶跃信号发生器触发功率驱动单元输出驱动电流驱动电机带动负载运行；采用角位移传感器检测电机角位移信号并与阶跃信号分别建立与时间的坐标，沿角位移信号的线段作一条直线并延长相交于时间轴；测量得到上述直线的斜率；阶跃信号幅值除以直线的斜率得到等效阻尼参数；采用所述条直线相同的斜率，过原点作第二条直线；在横坐标上取一时间点，检测得到在这一时间点上两条直线的纵坐标差值；采用上述纵坐标差值、等效阻尼参数、阶跃输入信号幅值得到被控对象等效惯量参数。本专利技术具有良好的静态性能和动态性能。文档编号G05B13/02GK101403892SQ20081019525公开日2009年4月8日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日专利技术者曾文火, 朱鹏程 申请人:江苏科技大学 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于直流电机角位移控制的控制对象参数识别方法，其特征在于包括下列步骤：　（１）采用阶跃信号发生器（１０１）输出的阶跃信号；　（２）采用功率驱动单元（１０２）接收所述阶跃信号输出驱动电流；　（３）采用直流电机及负载（１０ ３）接收所述驱动电流驱动负载运行；　（４）采用角位移检测传感器（１０４）测量直流电机及负载（１０３）得到角位移信号；　（５）采用记录仪器（１０５）接收所述阶跃信号和角位移信号，并建立角位移与时间的坐标系和阶跃信号与时间的坐标系； 　（６）沿着角位移信号的直线段作一条直线并延长相交于时间轴；　（７）测量得到上述直线的斜率Ｋ；　（８）将阶跃输入信号幅值Ｍ除以直线的斜率Ｋ，得到被控对象等效阻尼参数Ｄ；　（９）采用步骤６所述的直线相同的斜率Ｋ，过原点 作第二条直线；　（１０）在横坐标上取一时间点，检测得到在这一时间点上所述两条直线的纵坐标差值Ｌ；　（１１）采用上述纵坐标差值Ｌ、等效阻尼参数Ｄ、阶跃输入信号幅值Ｍ得到被控对象等效惯量参数Ｉ＝Ｌ×Ｄ↑［２］／Ｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾文火，朱鹏程，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]