[发明专利]一种交流伺服系统控制器参数整定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流伺服系统控制器参数整定方法，尤其涉及根据超调量、上升时间及稳态波动等指标进行控制器参数的整定，属于工业自动化控制技术领域。

背景技术

基于伺服驱动控制器要求实时性强、非线性度高等特点，伺服驱动器参数整定成为伺服控制的核心问题，伺服参数的优化与否直接影响伺服控制精度与性能。由于人工整定对操作人员的要求较高，整定过程又繁琐复杂，若操作人员经验不够，就易造成伺服驱动器的控制参数没有得到良好整定便投入运行的情况，以致无法得到满意的伺服控制性能。

目前的伺服控制广泛采用PI控制方法，PI控制是根据给定和反馈之间的跟随误差构成控制偏差，将偏差的比例（P）、积分（I）通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，离散化的控制规律为：

u(k)=KPe(k)+KIΣj=0ke(j)---(1)]]>

其中：

k为采样序号，k=0，1，2...；

K_P为比例增益系数；

K_I为积分增益系数；

e(k)为第k次采样时刻输入的偏差值；

e(j)为第j次采样时刻输入的偏差值；

u(k)为第k次采样时刻控制器输出的控制量。

伺服驱动器参数整定主要是整定PI参数，包含比例增益系数K_P和积分增益系数K_I。

在文献《Realtimegaintuningofpicontrollersforhigh-performancePMSMdrives》（IEEE TransactionsonIndustryApplications，2002，38(4):1018－1019）和文献《交流伺服系统速度控制器参数在线整定的简便算法》(微电机，2008，41(8):3－4)中，参数整定是根据观测到的速度阶跃响应特性曲线的峰值大小来优化PI参数，由于峰值并不能描述速度阶跃曲线的全部特征，使用这种方法可能会出现超调量适当，而上升时间过长或者发生振荡等现象。

发明内容

本发明提供了一种交流伺服系统控制器参数整定方法，根据系统的阶跃响应曲线获取超调量、上升时间、振荡情况及稳态波动等指标，结合伺服系统应用场合的特点，以不同的评价标准来量化整定效果，使得整定结果更加优化。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案是：

一种交流伺服系统控制器参数整定方法，包括以下步骤：

第一步：根据系统惯量辨识得到系统惯量，系统惯量辨识方法为：设定一个时间周期T，在0-T/2时间内，使电机以固定加速度由0做匀加速运动到ω_c，匀加速过程中记录每个电流环控制周期内电磁转矩T_em1(k)（k=1，2......n；n=T/(2t_c)，t_c为电流环控制周期）；在T/2-T时间内，使电机以与加速度大小相同的减速度由ω_c再匀减速到0，匀减速过程中记录每个电流环控制周期内电磁转矩T_em2(k)（k=1，2......n；n=T/(2t_c)），根据下面公式(2)计算系统转动惯量J：