基于参数辨识的交流伺服速度环参数自整定.pdf

《基于参数辨识的交流伺服速度环参数自整定.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、DesignandResea『ch设计与研究基于参数辨识的交流伺服速度环参数自整定李文庆李作庆王大伟刘庆宏林猛(大连光洋科技工程有限公司，辽宁大连116600)摘要：介绍了一种简便可行的交流伺服系统速度控制器参数整定方法。通过最小二乘方法辨识系统参数。利用对称最优法整定控制器参数。关键词：交流伺服系统参数整定对称最优法中图分类号：TP273文献标识码：BParameterself-tuningofACservovelocity-loopbasedonparameterrecognizationLIWenqing

2、，LIZuoqing，WANGDawei，LIUQinghong，LINMeng(DalianGuangyangTechnologyEngineeringCo．，Ltd．，Dalian116600，CHN)Abstract：AsimpleandpracticalparametertuningmethodforACservosystemspeedcontrollerwaspresented．Inthispapersystemparameterswereidentifiedthroughtheleast—squar

3、emethod，andsymmetricaloptimumprinciplewasusedtosetthecontrollerparameters．Keywords：ACServoSystem；ParameterTuning；SymmetricalOptimumPrinciple随着科学技术的进步，交流电动机的控制理论日1交流伺服速度环控制结构臻成熟，尤其是微电子、计算机和电力电子技术的发展使矢量控制及一些复杂的控制算法在工程应用上得以交流伺服系统速度环结构如图1所示。速度环调实现，使交流伺服系统在数控机床、机

4、器人等领域得到节器为PI调节器，传递函数为K(TiS+1)／TiS，K为广泛的应用。比例增益；Ti为积分时间；其中电流环的等效模型为交流伺服驱动器作为伺服系统的控制核心，大多1／(ToS+I)，为一阶惯性系统；为电动机转矩常数，t，都采用矢量控制加PID控制的控制结构。通常形成电为电动机轴上转动惯量(包括转子惯量与负载转动惯流环、速度环和位置环的三环控制。交流伺服驱动的量)。三环控制一般都使用PID控制，电流环与速度环使用PI控制，位置环使用P控制。其中电流环控制能够抑制电源波动的干扰，提高系统响应速度；速度环

5、控制能够增强抗负载扰动的能力，抑制负载扰动引起的速度图1交流伺服速度环结构图波动；位置环控制保证了定位精度和动态跟踪能力。速度环中去除PI控制器的其他部分，开环传递函控制器参数自整定的方法可以分为两类：一类是数可以等效为基于对象模型设计方法，另一类是通过模拟人工调试的方法。前者是通过建立控制对象的数学模型，辨识S(．s(1)+1)、模型中的参数，来设计控制器的参数；后者是在对象的其中：K为开环增益，由负载惯量与电磁转矩系数决阶跃响应、脉冲响应、频率响应等非参数模型基础上，定；To为电流环的等效惯性时间常数。速度

6、环需要整应用适当的整定方法或计算公式求得控制器参数。定的控制器参数是K与，需要辨识的系统参数为本文使用第一种方法，通过建立交流伺服系统速与，。度环开环传递函数，并通过系统辨识的方法辨识相应参数。利用对称最优法整定速度环PI参数。2系统参数辨识方法在只使用P控制时的速度环结构如图2所示，闭环传递函数为‘uI‘等’式中：=[’⋯]，y=[YY⋯Y]。’；M表示：(2)Tos+S+。K了用于计算的数据量。对该模型进行离散化可以得到系统的Z变换脉对已辨识出脉冲传递函数可以变换为连续传递函冲传递函数为数，得到式(3)所示

7、的传递函数。由于已知，则可以求出K和。这样就准确地计算出式(1)所示的速1(3)+口l三一1+口一2、2度环开环系统传递函数。对于式(3)所示的离散模型中的参数使用测试信3速度控制器PI参数自整定号进行测试，然后使用带有遗忘因子递推最小二乘法计算脉冲传递函数的参数。具体的做法是：用伪随机在得到了系统开环传递函数后，可以采用对称最信号作为速度指令，进行速度控制，记录编码器的速优法(SymmetricalOptimumPrinciple)对速度环PI参度检测值，对记录的数据使用递推最小二乘法进行脉数进行整定。根据对

8、称最优法的PID整定表，对于式冲传递函数参数辨识。这其中要求伪随机信号的频带(1)所示的开环传递函数，PI参数为能够覆盖伺服驱动的速度环特征频带。K=1Ti=4L这样就可以完成对交流伺服速度环的控制参数的图2只使用P控制速度环结构图自整定。其中主要是让速度环处在P控制下对伺服驱动系统进行参数辨识，在此基础上使用对称最优法对速度环PI参数进行整定。在进行系统的参数辨识厂L广[_+E时，可