專利名稱：：一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器速度環(huán)控制參數(shù)的自動(dòng)整定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，具體涉及一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器速度環(huán)控制參數(shù)自動(dòng)整定方法。
背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是微電子、計(jì)算機(jī)、電力半導(dǎo)體和電機(jī)制造技術(shù)的巨大進(jìn)步，使得交流伺服系統(tǒng)在許多高科技領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用如激光加工、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、大規(guī)模集成電路制造、辦公自動(dòng)化設(shè)備、柔性制造系統(tǒng)以及雷達(dá)和各種軍用武器的隨動(dòng)系統(tǒng)等。交流伺服驅(qū)動(dòng)器是交流伺服系統(tǒng)的控制核心，通常包括位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)三層控制環(huán)節(jié)，其中，電流環(huán)為內(nèi)層控制環(huán)，速度環(huán)為中間層控制環(huán)，位置環(huán)為外層控制環(huán)。三環(huán)控制結(jié)構(gòu)可以使伺服系統(tǒng)獲得較好的動(dòng)態(tài)跟隨性能和抗干擾性能，其中，電流環(huán)的作用是改造內(nèi)環(huán)控制對(duì)象的傳遞函數(shù)，提高系統(tǒng)的快速性，及時(shí)抑制電流環(huán)內(nèi)部的干擾；速度環(huán)的作用是增強(qiáng)系統(tǒng)抗負(fù)載擾動(dòng)的能力，抑制速度波動(dòng)。位置環(huán)的作用是保證系統(tǒng)靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)跟蹤性能，使整個(gè)伺服系統(tǒng)能穩(wěn)定、高精度運(yùn)行。各控制環(huán)節(jié)均采用PID(ProportionIntegrationDifferentiation,比例積分微分)調(diào)節(jié)器來完成控制過程，其中，電流環(huán)采用PI(ProportionIntegration)調(diào)節(jié)器或者P(Pr叩ortion)調(diào)節(jié)器，速度環(huán)采用PI調(diào)節(jié)器，位置環(huán)采用P調(diào)節(jié)器。交流伺服系統(tǒng)的性能不僅取決于其采用的控制策略，而且決定于驅(qū)動(dòng)器各控制環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)器中設(shè)置的控制參數(shù)。只有當(dāng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器中設(shè)置的控制參數(shù)、采用的控制策略和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的固有特性構(gòu)成良好匹配時(shí)，才能使伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。因此，必須根據(jù)交流伺服系統(tǒng)的實(shí)3際運(yùn)行狀態(tài)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器中的控制參數(shù)進(jìn)行整定，參數(shù)整定的目的是使交流伺服系統(tǒng)獲得最佳的控制性能。通常，對(duì)于多環(huán)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的過程如下從內(nèi)環(huán)開始，先整定內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器參數(shù)，然后將整個(gè)內(nèi)環(huán)作為外環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再整定外環(huán)調(diào)節(jié)器，直到所有控制環(huán)的調(diào)節(jié)器都整定好為止。交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電流環(huán)是交流伺服驅(qū)動(dòng)器三環(huán)控制結(jié)構(gòu)中的最內(nèi)環(huán)，其控制參數(shù)一般根據(jù)交流伺服系統(tǒng)的固有電氣參數(shù)(如伺服電機(jī)電樞電感、逆變器放大系數(shù)等)進(jìn)行整定，與外部負(fù)載無關(guān)，在伺服系統(tǒng)出廠時(shí)，其電流環(huán)控制參數(shù)已經(jīng)過整定。由于在實(shí)際應(yīng)用過程中，伺服系統(tǒng)的固有電氣參數(shù)變化不大，故無需頻繁對(duì)交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電流環(huán)控制參數(shù)進(jìn)行整定。交流伺服系統(tǒng)的負(fù)載慣量、運(yùn)動(dòng)摩擦系數(shù)等因素的改變，會(huì)導(dǎo)致速度環(huán)的控制對(duì)象特性發(fā)生變化，在上述工作狀態(tài)發(fā)生變化后，必須對(duì)速度環(huán)控制參數(shù)進(jìn)行重新整定，才能使交流伺服系統(tǒng)速度環(huán)始終獲得優(yōu)良的控制性能。在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于負(fù)載對(duì)象不同、運(yùn)行環(huán)境發(fā)生變化，會(huì)導(dǎo)致負(fù)載慣量、摩擦系數(shù)等速度環(huán)影響因素發(fā)生變化，故常常需要工程調(diào)試人員對(duì)速度環(huán)的控制參數(shù)進(jìn)行整定，在工程上，這是交流伺服驅(qū)動(dòng)器的控制參數(shù)整定的主要內(nèi)容。目前，交流伺服驅(qū)動(dòng)器的控制參數(shù)主要由操作人員手動(dòng)整定完成，人工整定一般通過頻繁改變相關(guān)控制參數(shù)，并觀察、比較其對(duì)應(yīng)的伺服系統(tǒng)性能來得出優(yōu)化的控制參數(shù)，整定過程在很大程度上依賴人的經(jīng)驗(yàn)。由于人工整定對(duì)操作人員的要求較高，整定過程繁瑣復(fù)雜，許多交流驅(qū)動(dòng)器的控制參數(shù)在沒有得到良好整定甚至沒有得到整定便投入運(yùn)行，以致無法得到滿意的伺服控制性能。自整定是指控制器根據(jù)對(duì)象特性變化自動(dòng)整定控制參數(shù)，是實(shí)現(xiàn)交流伺服驅(qū)動(dòng)器控制參數(shù)整定的高效途徑，通過自整定可以穩(wěn)定可靠地得到交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最優(yōu)或次優(yōu)參數(shù)，使其獲得優(yōu)良的控制性能。因此，尋找一種簡(jiǎn)單高效的伺服驅(qū)動(dòng)器速度環(huán)控制參數(shù)自動(dòng)整定方法，對(duì)提高交流伺服系統(tǒng)的性能具有重要意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器速度控制環(huán)的參數(shù)自動(dòng)整定方法，該方法可以對(duì)交流伺服驅(qū)動(dòng)器的速度環(huán)控制參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)整定，并且具有易于實(shí)現(xiàn)、速度快和效率高的特點(diǎn)。本發(fā)明提供的交流伺服驅(qū)動(dòng)器的速度環(huán)控制參數(shù)自動(dòng)整定方法，其步驟包括第l步使交流伺服驅(qū)動(dòng)器工作在力矩模式；第2步從伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部產(chǎn)生N種頻率的力矩指令，其頻率為ov其輸入幅值為^,其中i=l、2、…、N，N表示力矩指令的頻率數(shù)量，N^2;第3步觀測(cè)記錄伺服系統(tǒng)的速度輸出數(shù)據(jù)；第4步從記錄的速度輸出數(shù)據(jù)中得到對(duì)應(yīng)不同激勵(lì)頻率的輸出幅值5,;第5步根據(jù)公式M,=S^;^f'計(jì)算得到各輸出幅值與其對(duì)應(yīng)的輸入幅值之間的比值；第6步根據(jù)利用公式(I)計(jì)算得到伺服系統(tǒng)速度開環(huán)近似模型特征值hr，yt表示近似模型放大系數(shù)，r表示近似模型的慣性時(shí)間系數(shù)；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>公式(I)第7步利用公式(II)計(jì)算比例系數(shù)^和慣性時(shí)間系數(shù)^《戶=(1.038士0.02)y^r,5士,r—(o扁土謹(jǐn))_(16+01)J"(0.卯21土0.01)r(0.0881土0.005)公式(II)其中，r為伺服系統(tǒng)速度開環(huán)統(tǒng)近似模型特征值，r7)^+0.%，Tc為速度檢測(cè)周期，i為光柵編碼器的分辨率。作為本發(fā)明的改進(jìn)，當(dāng)N大于2時(shí)，在第6步中，利用公式(I)計(jì)算得到多個(gè)一階近似模型特征值"T，取各特征值計(jì)算結(jié)果的平均值作為第7步中公式(II)使用的參數(shù)。本發(fā)明通過對(duì)交流伺服系統(tǒng)的速度環(huán)控制參數(shù)進(jìn)行大量?jī)?yōu)化試驗(yàn)后，獲得了一組根據(jù)伺服系統(tǒng)一階慣性近似模型特征值的參數(shù)整定公式，并設(shè)計(jì)了一種操作簡(jiǎn)便的獲取伺服速度環(huán)近似模型的特征值、T方法，并通過對(duì)交流伺服系統(tǒng)速度檢測(cè)環(huán)節(jié)的分析，得出了在一般的速度工作范圍內(nèi)，伺服速度環(huán)開環(huán)近似模型的特征值r^^+^%的結(jié)論，利用得到的伺服速度環(huán)近似模型特征值，根據(jù)得到的整定公式對(duì)交流伺服驅(qū)動(dòng)器中速度環(huán)的比例系數(shù)、積分時(shí)間常數(shù)等控制參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)整定，從而使交流伺服系統(tǒng)工作在良好狀態(tài)，獲得滿意的控制性能。圖1為交流伺服驅(qū)動(dòng)器力矩指令信號(hào)曲線圖；圖2為交流伺服系統(tǒng)速度開環(huán)響應(yīng)示意圖3為本發(fā)明提供的交流伺服器的參數(shù)自動(dòng)整定方法的流程圖。具體實(shí)現(xiàn)方式根據(jù)對(duì)交流伺服系統(tǒng)的速度環(huán)數(shù)學(xué)模型分析可知，可以用帶有時(shí)間延遲的一階慣性滯后模型來近似交流伺服系統(tǒng)速度環(huán)開環(huán)特性，即近似模型的特征值為hr、r，其中，t表示系統(tǒng)放大系數(shù)，r表示近似模型的慣性時(shí)間常數(shù)，r為近似模型的延遲時(shí)間，e表示自然對(duì)數(shù)，s表示復(fù)數(shù)變量。由公式(1)，可得交流伺服系統(tǒng)速度環(huán)的近似開環(huán)增益為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中，"為輸入信號(hào)的頻率，M(^表示系統(tǒng)對(duì)不同頻率的開環(huán)增益。由公式(2)可以得出，對(duì)一階慣性滯后對(duì)象，若能獲得其在兩種不同已知頻率下的開環(huán)增益^(一，則可求出其特征值"r，因此，若以一階慣性滯后模型來近似伺服系統(tǒng)的速度開環(huán)特性，則可通過對(duì)伺服系統(tǒng)施加不同頻率的正弦激勵(lì)，并求取其不同頻率對(duì)應(yīng)的開環(huán)增益，根據(jù)公式(2)，可得到伺服系統(tǒng)近似模型的特征值、T。伺服驅(qū)動(dòng)器中的速度檢測(cè)一般通過光電編碼器實(shí)現(xiàn)，由于在一般的速度范圍內(nèi)，編碼器輸出的脈沖頻率比采樣頻率高很多，因此，在一個(gè)采樣周期內(nèi)可以采樣的脈沖數(shù)足夠多。而在極低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，盡管采用高分辨率的光電編碼器，編碼器的輸出脈沖間隔仍可能比采樣周期長(zhǎng)很多。故轉(zhuǎn)速測(cè)量值可以表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(一般的轉(zhuǎn)速范圍)(低速范圍)(3)其中，^^表示轉(zhuǎn)速測(cè)量值，m是每一采樣周期內(nèi)的計(jì)數(shù)脈沖值；rw是m個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的采樣時(shí)間間隔；^是光電編碼器相鄰的兩個(gè)脈沖時(shí)間間隔；《"是轉(zhuǎn)換系數(shù)，和光電編碼器分辨率有關(guān)。在大部分轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，每一次采樣周期測(cè)量一次轉(zhuǎn)速，在低速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速測(cè)量值通過光電編碼器輸出脈沖間隔得到。若電動(dòng)機(jī)的速度在測(cè)量時(shí)間間隔內(nèi)呈線性變化，則交流伺服系統(tǒng)的最大測(cè)速延遲為r=72p3/.(4)(一般的轉(zhuǎn)速范圍)+rc(低速范圍)其中，T^為速度檢測(cè)延遲，rc為速度檢測(cè)周期。對(duì)于一般的轉(zhuǎn)速范圍(大于ioo轉(zhuǎn)/分)，若光柵編碼器分辨率為i，其單位為脈沖/轉(zhuǎn)，故~<0.6/i秒，因此，在一般的轉(zhuǎn)速范圍下速度檢測(cè)延遲7^a^^+0.^秒，若以一階慣性滯后模型來近似伺服系統(tǒng)速度環(huán)開環(huán)工作特性，則在一般的速度工作范圍內(nèi)，近似模型的特征值r。7)^+根據(jù)上述分析可得到伺服系統(tǒng)近似模型的特征值r。在交流伺服驅(qū)動(dòng)器中，由于速度環(huán)采用尸/控制結(jié)構(gòu)，控制器的傳遞函數(shù)可以表示為，《[1+A](5)公式(5)中，；為控制器比例系數(shù)，^為控制器慣性時(shí)間系數(shù)。ITAE(integratedtimeandabsoluteerror積分時(shí)間和絕對(duì)誤差)指標(biāo)是一種常用的PID控制系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，若以誤差時(shí)間積分值作為控制系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，誤差積分值越小時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)性能和穩(wěn)定性越好，對(duì)應(yīng)的控制力，二J"^|<0|&(6)公式(6)為誤差時(shí)間積分指標(biāo)表達(dá)式，其中，e(O為指令給定輸入與系統(tǒng)實(shí)際輸出的誤差，,為積分時(shí)間，為了便于觀測(cè)比較，指令輸入一般采用階躍信號(hào)，考察區(qū)間為一固定范圍值；因此，對(duì)于交流伺服系統(tǒng)，ITAE指標(biāo)可以表示為8么、式(7)中，「c為伺服給定階躍指令輸入，、為伺服系統(tǒng)實(shí)際輸出，^rii力、式(7)中，^為w乂側(cè)八，，y,，pc.為考察時(shí)間；交流伺服系統(tǒng)控制參數(shù)整定即為求得滿足力^^指標(biāo)最小的最優(yōu)控制參數(shù)。以公式(1)表示的一階滯后模型來近似交流伺服系統(tǒng)速度環(huán)開環(huán)特征，通過分別更改"r，r可以構(gòu)造不同的伺服系統(tǒng)近似模型，在構(gòu)造樣本數(shù)據(jù)時(shí)，使其處于伺服系統(tǒng)近似模型實(shí)際可能的取值范圍內(nèi)，可以得到了對(duì)應(yīng)不同特征值的三組伺服系統(tǒng)速度環(huán)開環(huán)近似數(shù)學(xué)模型集合。根據(jù)得到的伺服速度環(huán)開環(huán)近似數(shù)學(xué)模型和控制器傳遞函數(shù)，可以得到伺服速度環(huán)閉環(huán)傳遞函數(shù)，從而獲得伺服系統(tǒng)在給定階躍指令輸入下速度環(huán)實(shí)際輸出、的數(shù)學(xué)表達(dá)式。以公式(7)表示的評(píng)價(jià)指標(biāo)J/T^為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)構(gòu)造的速度環(huán)開環(huán)近似數(shù)學(xué)模型集合中的每個(gè)模型，通過控制參數(shù)優(yōu)化，求取使評(píng)價(jià)指標(biāo)J/7^為最小的速度環(huán)控制參數(shù)^、？;值，獲得了對(duì)應(yīng)三組近似模型特征值的優(yōu)化控制參數(shù)集合。以表達(dá)式(8)來描述最優(yōu)控制參數(shù)與速度開環(huán)近似模型特征值之間的二"^":rV17;二a2P2rc2rrf2實(shí)中，A、、c,、《(8)"2、、、4為常數(shù)，通過對(duì)獲得的優(yōu)化控制參數(shù)集合進(jìn)行曲線擬合確定上述常數(shù)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)其中部分參數(shù)進(jìn)行近似處理，從而得出伺服系統(tǒng)速度環(huán)控制參數(shù)整定公《p=(i.038士o.02);r卞7;=(i.6±o.i)r(09021±0(由此，可根據(jù)獲得的交流伺服速度開環(huán)近似模型特征值，利用公式(9)來對(duì)其速度環(huán)控制參數(shù)進(jìn)行整定。下面舉例說明本發(fā)明方法的具體實(shí)施過程。本發(fā)明通過使交流伺服驅(qū)動(dòng)器處于力矩工作模式，對(duì)其施加一種圖1所示的的力矩指令信號(hào)，并觀察其速度響應(yīng)輸出，來求取交流伺服驅(qū)動(dòng)器速度環(huán)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)特性。圖1為所施加的力矩指令波形示意圖，其中o)f4rad/s(弧度/秒)，2=8rad/s，co3=16rad/s，4=32md/s,對(duì)應(yīng)不同頻率的信號(hào)幅值分別為^、A、^、A，觀測(cè)并記錄交流伺服驅(qū)動(dòng)器在力矩指令激勵(lì)后的速度輸出值，求得在激勵(lì)信號(hào)作用下的對(duì)應(yīng)不同激勵(lì)頻率的輸出波形頻率幅值5。&、&、54，如圖2所示，因此，可以得到系統(tǒng)在不同頻率信號(hào)激勵(lì)下的開環(huán)放大倍數(shù)M"=5-《("=1,2,3,4)，根據(jù)公式(2)，求出伺服系統(tǒng)速度開環(huán)近似模型特征值"r。特征值r根據(jù)編碼器分辨率和速度環(huán)檢測(cè)周期，由公式分析為w^乂+0.6/根據(jù)得到速度開環(huán)近似模型特征值，代入獲得的控制參數(shù)整定公式K=(1038+002)A:一17^0.8751^001)7—(0.8813111001)7]=(16+0i)7^a9021±001)00881±0005)從而得到伺服速度環(huán)整定參數(shù)。在一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)中，伺服系統(tǒng)速度開環(huán)近似模型的特征值*一般不會(huì)發(fā)生變化，因此，若一個(gè)已經(jīng)完成整定的伺服速度環(huán)控制參數(shù)為《P1，z;,，當(dāng)伺服系統(tǒng)的負(fù)載慣量發(fā)生變化時(shí)，主要導(dǎo)致伺服系統(tǒng)速度開環(huán)近似模型的特征值r發(fā)生變化，若變化后的速度開環(huán)近似模型特征值^與變化前的特征值；的關(guān)系為r2=w*;，則速度環(huán)控制參數(shù)可以直接根據(jù)以下簡(jiǎn)化公式獲得^2=w°9*a:p1,t;^"09*^(io)因此，若伺服系統(tǒng)已完成一次速度環(huán)控制參數(shù)整定，可根據(jù)得到的速度開環(huán)近似模型特征值r的變化，以及上次整定獲得速度環(huán)控制參數(shù)，根據(jù)公式(io)快速得到負(fù)載慣量變化后的控制參數(shù)。如圖3所示，速度環(huán)控制參數(shù)自動(dòng)整定過程為步驟l:使交流伺服驅(qū)動(dòng)器工作在力矩模式；步驟2:從伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部產(chǎn)生如圖l所示的變頻變幅力矩指令，其中j,=l(co「4rad/s)、爿2=1.5(co2=8rad/s)、^43=2.25(co3=16rad/s)、爿4=3.3(0)4=32rad/s);步驟3:觀測(cè)記錄伺服驅(qū)動(dòng)器的速度輸出；步驟4:從記錄的伺服速度輸出數(shù)據(jù)中得到對(duì)應(yīng)不同激勵(lì)頻率的輸出幅值5,255(co「4rad/s)、52=320(co2=8rad/s)、33=315(o>3=16rad/s)、54=190(co4=32rad/s);步驟5:根據(jù)公式M=，計(jì)算Jk^=255(w=4rad/s)、M2=219(co2=8rad/s)、M3=140(o>3=16rad/s)、M4=58(co4=32rad/s);步驟6:根據(jù)計(jì)算得到的M,、M2、M3、M4，利用公式(2)，將似1和M"似1和似3、M,和M4構(gòu)成三組以近似模型特征值A(chǔ)和r為變量的方程，得到三組近似模型特征值計(jì)算結(jié)果^=262，r,0.0593;^=277.3，r2=0.1068;&=292.9,r3=0.141。取上述計(jì)算結(jié)果的平均值，得到伺服驅(qū)動(dòng)器一階近似模型特征值(A+^+yt3)/3=277.4，r^7;+r2+r3)/3-0.102;步驟7:根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)器速度環(huán)控制周期&=0.0005，及設(shè)置的伺服電機(jī)ii編碼器分辨率R-IOOOO，代入公式ra)^+G^^，計(jì)算速度環(huán)特征值r=0.00031;步驟8:將特征值*=277.4、r=0.102、r=0.0003l代入公式(9):具體實(shí)施時(shí)，可以利用公式(9)中所限定的范圍內(nèi)任意選擇一個(gè)值計(jì)算，通常可優(yōu)選其中間值，即&=1.03能-'r。87、-。8813，7;=1.6"懇？扁，計(jì)算得到速度環(huán)控制參數(shù)i^=0.649，7>0.1。以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而己，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)施例和附圖所公開的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。權(quán)利要求1、一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器的速度環(huán)控制參數(shù)自動(dòng)整定方法，其步驟包括第1步使交流伺服驅(qū)動(dòng)器工作在力矩模式；第2步從伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部產(chǎn)生N種頻率的力矩指令，其頻率為ωi，其輸入幅值為Ai，其中i＝1、2、…、N，N表示力矩指令的頻率數(shù)量，N≥2；第3步觀測(cè)記錄伺服系統(tǒng)的速度輸出數(shù)據(jù)；第4步從記錄的速度輸出數(shù)據(jù)中得到對(duì)應(yīng)不同激勵(lì)頻率的輸出幅值Bi；第5步根據(jù)公式Mi＝Bi/Ai計(jì)算得到各輸出幅值與其對(duì)應(yīng)的輸入幅值之間的比值；第6步根據(jù)利用公式(I)計(jì)算得到伺服系統(tǒng)速度開環(huán)近似模型特征值k，T，k表示近似模型放大系數(shù)，T表示近似模型的慣性時(shí)間系數(shù)；<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>M</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mo>|</mo><mfrac><mi>k</mi><msqrt><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mi>T</mi><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>i</mi><mn>2</mn></msubsup></msqrt></mfrac><mo>|</mo></mrow>]]></math>id="icf0001"file="A2009100620910002C1.tif"wi="35"he="17"top="143"left="53"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>公式(I)第7步利用公式(II)計(jì)算比例系數(shù)KP和慣性時(shí)間系數(shù)Ti<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>K</mi><mi>P</mi></msub><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1.038</mn><mo>&PlusMinus;</mo><mn>0.02</mn><mo>)</mo></mrow><msup><mi>k</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup><msup><mi>T</mi><mrow><mo>(</mo><mn>0.875</mn><mo>&PlusMinus;</mo><mn>0.01</mn><mo>)</mo></mrow></msup><msup><mi>&tau;</mi><mrow><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>0.8813</mn><mo>&PlusMinus;</mo><mn>0.01</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>T</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1.6</mn><mo>&PlusMinus;</mo><mn>0.1</mn><mo>)</mo></mrow><msup><mi>T</mi><mrow><mo>(</mo><mn>0.9021</mn><mo>&PlusMinus;</mo><mn>0.01</mn><mo>)</mo></mrow></msup><msup><mi>&tau;</mi><mrow><mo>(</mo><mn>0.0881</mn><mo>&PlusMinus;</mo><mn>0.005</mn><mo>)</mo></mrow></msup></mtd></mtr></mtable></mfenced>]]></math>id="icf0002"file="A2009100620910002C2.tif"wi="93"he="15"top="175"left="39"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>公式(II)其中，τ為伺服系統(tǒng)速度開環(huán)統(tǒng)近似模型特征值，τ≈Tc/2+0.6/R，Tc為速度檢測(cè)周期，R為光柵編碼器的分辨率。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的參數(shù)自動(dòng)整定方法，其特征在于當(dāng)N大于2時(shí)，在第6步中，利用公式(I)計(jì)算得到多個(gè)一階近似模型特征值/t，r，取各特征值計(jì)算結(jié)果的平均值作為第7步中公式(II)使用的參數(shù)。全文摘要本發(fā)明公開了一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器速度環(huán)控制參數(shù)的自動(dòng)整定方法。該方法先使交流伺服驅(qū)動(dòng)器工作在力矩模式；再從伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部產(chǎn)生至少兩種頻率的力矩指令，其頻率和輸入幅值分別為ω_i和A_i；觀測(cè)記錄伺服系統(tǒng)的速度輸出數(shù)據(jù)；從記錄的速度輸出數(shù)據(jù)中得到對(duì)應(yīng)不同激勵(lì)頻率的輸出幅值B_i，計(jì)算各頻率輸出幅值與其對(duì)應(yīng)的輸入幅值之間的比值M_i，再計(jì)算得到伺服系統(tǒng)速度開環(huán)近似模型特征值k，T，最后計(jì)算伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器比例系數(shù)K_P和慣性時(shí)間系數(shù)T_i。通過該方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流伺服驅(qū)動(dòng)器的速度環(huán)控制參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)整定，并且具有易于實(shí)現(xiàn)、速度快和效率高的特點(diǎn)。文檔編號(hào)H02P23/14GK101562422SQ20091006209公開日2009年10月21日申請(qǐng)日期2009年5月15日優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日發(fā)明者唐小琦,寶宋,張翊誠,朱志紅,平江,王平江,陳吉紅,陳鵬展申請(qǐng)人:武漢華中數(shù)控股份有限公司