CN112511064A - 一种电机电流环pi控制器参数自整定方法 - Google Patents
一种电机电流环pi控制器参数自整定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112511064A CN112511064A CN202011232941.XA CN202011232941A CN112511064A CN 112511064 A CN112511064 A CN 112511064A CN 202011232941 A CN202011232941 A CN 202011232941A CN 112511064 A CN112511064 A CN 112511064A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motor current
- motor
- controller
- period
- loop
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/0004—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电机电流环PI控制器参数自整定方法,用于电机电流环PI控制器参数的自整定;包括:首先在开环模式下,给电机施加电压指令,以PWM的开关周期为采样周期采样电机的电流,得到一段时间内的电机电流序列;其次,对得到的电流序列做处理后,得到电流序列内主导频率成分的周期和幅值,计算得到电流环PI控制器的增益;最后根据Z‑N自整定规律计算得到PI控制器的比例系数和积分系数。本方法简洁方便,省去了人工参数调节的不足,可以快速准确的完成电机电流环PI控制器参数的整定。
Description
技术领域
本发明属于电机控制领域,涉及一种电机电流环PI控制器参数自整定方法。
背景技术
电流环是电机驱动器中的最内环,电流内环的性能决定了整个电机***的性能。PI控制器是电流环最常用的控制器,PI控制器的参数决定了电流环的性能。工程上常用的PI控制器整定方法有人工调节法和自整定法。人工调节法费时费力,需要工作者有较强的工程经验。自整定法分为基于模型的参数辨识法和不基于模型的方法。基于模型的参数辨识方法需要辨识的参数足够精确,不适合于***参数变化的场合。不基于模型的方法,整定的参数适应性强、鲁棒性高。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处,本发明提出一种电机电流环PI控制器参数自整定方法,采用不基于模型的参数自整定策略,减少了人工调节的时间,相比于基于模型参数辨识的自整定策略,整定的参数适应性强、鲁棒性高。
技术方案
一种电机电流环PI控制器参数自整定方法,其特征在于步骤如下:
步骤1:在开环状态下,给电机施加电压指令u=h,以PWM周期T为采样周期采集电机电流i,当i>I,I>0时,施加电压指令u=-h,当i<-I时,施加电压指令为u=h,采集大于10秒的电机电流,得到原始电机电流序列i(k);
所述电压指令h为h≥3×R×I,R为电机的标称电阻值,I为电流切换阈值,I≥5×ΔI;△I为电机电流采样的分辨率;
步骤2:对原始电机电流序列i(k)进行低通滤波处理,得到滤波处理后的电机电流序列i/(k);对电机电流序列i/(k)做快速傅里叶变换,得到电机电流序列i/(k)频域成分上主导频域部分的周期Tu和幅值d;
步骤3:采用继电反馈法对周期Tu和幅值d进行数据处理,得到电机电流环PI控制器的增益Ku;再采用Z-N控制器整定规律,计算得到电机电流环PI控制器的比例系数Kp积分系数Ki:
其中:d为滤波后电机电流序列i/(k)快速傅里叶变换得到的主导频率成分的幅值,Tu为滤波后电机电流序列i/(k)快速傅里叶变换得到的主导频率成分的周期。
所述步骤2的低通滤波处理为:i/(k)=α×i(k)+(1-α)×i/(k-1),α为低通滤波系数。
有益效果
本发明提出的一种电机电流环PI控制器参数自整定方法,用于电机电流环PI控制器参数的自整定;包括:首先在开环模式下,给电机施加电压指令,以PWM的开关周期为采样周期采样电机的电流,得到一段时间内的电机电流序列;其次,对得到的电流序列做处理后,得到电流序列内主导频率成分的周期和幅值,计算得到电流环PI控制器的增益;最后根据Z-N自整定规律计算得到PI控制器的比例系数和积分系数。本方法简洁方便,省去了人工参数调节的不足,可以快速准确的完成电机电流环PI控制器参数的整定。
附图说明
图1是电机电流环控制框图。
图2是电机电流环PI控制器参数自整定流程。
图3是电机施加的电压指令示意图。
图4是电机施加的电压和电机电流响应曲线。
图5是电机电流序列的处理流程图。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:
具体实施案例中,电机标称电阻R=2.49Ω,额定电压24V,驱动器电流采样分辨率5mA,电流环期望闭环带宽f=1kHZ。
如图1所示,为电机电流环的控制框图,电机电流环采用PI控制器。
如图2所示,本发明一种电机电流环PI控制器参数自整定方法,包括以下步骤:
步骤1,如图3所示,在开环状态下,开始给电机施加电压指令u=h(h>0),以PWM周期T为采样周期采集电机电流i,此后根据电流i的情况施加不同的电压指令,当i>I(I>0)时,施加电压指令u=-h,当i<-I时,施加电压指令为u=h,采集保存一段时间内的电流电流,得到原始电机电流序列i(k),电流响应曲线如图4所示;
步骤2,如图5所示,对步骤1采集到的电机电流序列i(k)做低通滤波处理,得到滤波处理后的电机电流序列i/(k),对电机电流序列i/(k)做快速傅里叶变换,得到电机电流序列i/(k)频域成分上主导频域部分的周期Tu和幅值d;
步骤3,根据继电反馈法的数据处理方式,得到电机电流环PI控制器的增益Ku,再根据Z-N控制器整定规律,计算得到电机电流环PI控制器的比例系数Kp和积分系数Ki。
步骤1中,电压指令h和电流切换阈值I按下式选择,
其中,△I为电机电流采样的分辨率,R为电机的标称电阻值。根据实施案例电流采样分辨率5mA,实施案例中I取0.1A,指令电压h取1V。电机施加电压指令后得到电机电流曲线如图4所示。
步骤2中,原始电机电流序列i(k)按下式进行低通滤波处理得到滤波处理后的电机电流序列i/(k),
i/(k)=α×i(k)+(1-α)×i/(k-1)
步骤3中,电机电流环PI控制器的增益Ku按继电反馈法数据处理方式获得,电机电流环PI控制器的比例系数Kp和积分系数Ki按Z-N控制器整定规律计算,如下式,
其中,h为步骤1施加的电压指令的幅值,d为滤波后电机电流序列i/(k)快速傅里叶变换得到的主导频率成分的幅值,Tu为滤波后电机电流序列i/(k)快速傅里叶变换得到的主导频率成分的周期。
Claims (2)
1.一种电机电流环PI控制器参数自整定方法,其特征在于步骤如下:
步骤1:在开环状态下,给电机施加电压指令u=h,以PWM周期T为采样周期采集电机电流i,当i>I,I>0时,施加电压指令u=-h,当i<-I时,施加电压指令为u=h,采集大于10秒的电机电流,得到原始电机电流序列i(k);
所述电压指令h为h≥3×R×I,R为电机的标称电阻值,I为电流切换阈值,I≥5×ΔI;△I为电机电流采样的分辨率;
步骤2:对原始电机电流序列i(k)进行低通滤波处理,得到滤波处理后的电机电流序列i/(k);对电机电流序列i/(k)做快速傅里叶变换,得到电机电流序列i/(k)频域成分上主导频域部分的周期Tu和幅值d;
步骤3:采用继电反馈法对周期Tu和幅值d进行数据处理,得到电机电流环PI控制器的增益Ku;再采用Z-N控制器整定规律,计算得到电机电流环PI控制器的比例系数Kp积分系数Ki:
其中:d为滤波后电机电流序列i/(k)快速傅里叶变换得到的主导频率成分的幅值,Tu为滤波后电机电流序列i/(k)快速傅里叶变换得到的主导频率成分的周期。
2.根据权利要求1所述电机电流环PI控制器参数自整定方法,其特征在于:所述步骤2的低通滤波处理为:i/(k)=α×i(k)+(1-α)×i/(k-1),α为低通滤波系数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011232941.XA CN112511064A (zh) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | 一种电机电流环pi控制器参数自整定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011232941.XA CN112511064A (zh) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | 一种电机电流环pi控制器参数自整定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112511064A true CN112511064A (zh) | 2021-03-16 |
Family
ID=74955399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011232941.XA Pending CN112511064A (zh) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | 一种电机电流环pi控制器参数自整定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112511064A (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101552589A (zh) * | 2009-05-14 | 2009-10-07 | 上海交通大学 | 基于继电反馈的交流伺服***自整定方法 |
CN102426417A (zh) * | 2011-12-13 | 2012-04-25 | 中冶南方(武汉)自动化有限公司 | Pi参数混合整定法 |
CN104426448A (zh) * | 2013-08-21 | 2015-03-18 | 广东美的制冷设备有限公司 | 用于压缩机的控制参数自整定方法 |
CN108696210A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-10-23 | 东南大学 | 基于参数辨识的直流电机电流环控制器参数自整定方法 |
CN110853980A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-02-28 | 福州大学 | 一种电磁开关高频吸持噪声自适应抑制方法 |
CN111404431A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-10 | 驰驱电气(嘉兴)有限公司 | 一种伺服电机控制参数自整定控制方法 |
-
2020
- 2020-11-06 CN CN202011232941.XA patent/CN112511064A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101552589A (zh) * | 2009-05-14 | 2009-10-07 | 上海交通大学 | 基于继电反馈的交流伺服***自整定方法 |
CN102426417A (zh) * | 2011-12-13 | 2012-04-25 | 中冶南方(武汉)自动化有限公司 | Pi参数混合整定法 |
CN104426448A (zh) * | 2013-08-21 | 2015-03-18 | 广东美的制冷设备有限公司 | 用于压缩机的控制参数自整定方法 |
CN108696210A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-10-23 | 东南大学 | 基于参数辨识的直流电机电流环控制器参数自整定方法 |
CN110853980A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-02-28 | 福州大学 | 一种电磁开关高频吸持噪声自适应抑制方法 |
CN111404431A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-10 | 驰驱电气(嘉兴)有限公司 | 一种伺服电机控制参数自整定控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
黄操: "带锯床液压***研究与设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库(工程科技Ⅰ辑)》 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005044349A (ja) | 改善されたパターン認識適応コントローラ | |
CN108980441B (zh) | 基于pwm的比例电磁阀驱动方法 | |
CN110520804B (zh) | 用于确定液压***的调节参数的方法 | |
CN105897110B (zh) | 永磁同步电机高性能控制器的pi参数整定方法 | |
US6959219B2 (en) | Control apparatus having a limit cycle auto-tuning function | |
CN111510026B (zh) | 一种永磁同步电机输出扭矩估算方法及*** | |
WO1998054628A1 (de) | Verfahren zur regelung eines verzögerungsbehafteten prozesses mit ausgleich sowie regeleinrichtung zur durchführung des verfahrens | |
EP3642856A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum ansteuern eines mittels einer spule bewegbaren teils und magnetventil | |
CN112511064A (zh) | 一种电机电流环pi控制器参数自整定方法 | |
DE112009001473T5 (de) | Systeme und Verfahren zum Aktualisieren eines Ventilauslösestroms in Massenströmungssteuerungen bzw. Regelungen | |
JP4955237B2 (ja) | 無駄時間をもつ時変系制御対象のための制御システム及び方法 | |
CN114844403B (zh) | 基于改进粒子群算法的电机驱动器pid参数自整定方法 | |
EP3026507B1 (de) | Verfahren zum regeln einer durch eine gebäudetechnische installation regelbaren zustandsgrösse | |
JP2007045687A (ja) | 単結晶製造装置及び方法 | |
JP2008310651A (ja) | 二自由度制御装置とその制御方法 | |
EP3469704A1 (de) | Verfahren zur anpassung einer amplitude einer spannungsinjektion einer mittels eines pwm-gesteuerten wechselrichters gespeisten, rotierenden, mehrphasigen, elektrischen maschine | |
US20030214281A1 (en) | Method of detecting steady-state convergence of a signal | |
US11353843B2 (en) | Automatic evaluation of a machine behaviour | |
CN111245216B (zh) | Pfc电路的校正方法、装置、电子设备 | |
CN113485091B (zh) | Pid控制器参数整定方法、装置、设备及存储介质 | |
Rigatos | A derivative-free Kalman Filtering approach for sensorless control of nonlinear systems | |
CN112510748B (zh) | 一种适用于多端直流输电***的直流侧稳定性分析方法 | |
WO2007131898A1 (de) | Regelung des bremsdrucks mittels eines druckbegrenzungsventils | |
EP4260454A1 (de) | ELEKTRISCHES SYSTEM UND VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BESTIMMEN EINES WERTEVERLAUFS EINER STEUERGRÖßE | |
DE102013203776A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines Regelsignals für ein Ventil eines Fahrzeugs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210316 |