[发明专利]电机的转速控制方法、转速控制装置及电机的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种电机的转速控制方法、转速控制装置及一种电机的控制系统。

背景技术

相关技术中，电机的转速的控制方式主要有PI（比例积分）控制方式和PID（比例积分微分）控制方式。其中，图1为PI控制方式的信号流程图，如图1所示，该PI控制方式的工作原理为：在对目标转速r’(t)和电机的反馈转速y’(t)进行差分后获得转速偏差信号e’(t)，然后对转速偏差信号e’(t)进行比例积分调节以生成转速控制信号u’(t)，最后根据该转速控制信号u’(t)对电机的转速y’(t)进行控制，从而实现对电机的转速进行调节。

另外，图2为PID控制方式的信号流程图，如图2所示，该PID控制方式的工作原理为：在对目标转速r’’(t)和电机的反馈转速y’’(t)进行差分后获得转速偏差信号e’’(t)，然后对转速偏差信号e’’(t)进行比例积分微分调节以生成转速控制信号u’’(t)，最后根据该转速控制信号u’’(t)对电机的转速y’’(t)进行控制，从而实现对电机的转速进行调节。

上述通过PI控制方式来调节电机的转速时，当电机受到干扰或负载突然增大时，会导致电机的实际转速与目标转速突然产生转速偏差，由于PI控制方式没有微分调节环节，不能快速纠正突然出现或突然变化的转速偏差。而通过PID控制方式来调节电机的转速时，虽然增加了微分调节环节，但是由于微分调节环节对输入信号的误差和噪声很敏感，一旦出现干扰，会引起控制量的非正常增大，导致动态性能差。例如，在实际应用中，由于电机的目标转速会经常突变，加入微分环节后，很容易引起整个控制系统的振荡。因此，相关技术中的电机的转速控制技术需要进行改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电机的转速控制方法，该电机的转速控制方法可以快速纠正突然出现或变化的转速偏差，动态性能好。

本发明的另一个目的在于提出一种电机的转速控制装置。

本发明的再一个目的在于提出一种电机的控制系统。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的电机的转速控制方法，包括以下步骤：对电机的输出转速进行微分调节以生成反馈转速信号；根据目标转速信号和反馈转速信号生成转速偏差信号；对转速偏差信号进行比例积分调节以生成转速控制信号；以及根据转速控制信号对电机的转速进行控制。

本发明实施例提出的电机的转速控制方法通过对电机的输出转速进行微分调节来生成反馈转速信号，然后根据目标转速信号和反馈转速信号生成转速偏差信号，并在对转速偏差信号进行比例积分调节生成转速控制信号后，根据转速控制信号对电机的转速进行控制，因此本发明实施例的电机的转速控制方法，利用电机对命令响应滞后的特点，由对转速偏差的采样改为对输出转速进行采样，不仅可以快速纠正突然出现或变化的转速偏差，还能避免因目标转速频繁突变而引起的系统振荡，使得系统平稳运行，动态性能好，并且实现简单。

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据目标转速信号和反馈转速信号生成转速偏差信号，具体为：对目标转速信号和反馈转速信号进行差分以生成转速偏差信号。

进一步地，在本发明的一个实施例中，对转速偏差信号进行比例积分调节以生成转速控制信号，具体包括：对转速偏差信号进行比例调节以生成比例控制信号；对转速偏差信号进行积分调节以生成积分控制信号；以及对比例控制信号和积分控制信号进行叠加以生成转速控制信号。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出的电机的转速控制装置，包括：微分调节模块，用于对电机的输出转速进行微分调节生成反馈转速信号；转速偏差信号生成模块，用于根据目标转速信号和反馈转速信号生成转速偏差信号；转速控制信号生成模块，用于对转速偏差信号进行比例积分调节以生成转速控制信号；以及控制模块，用于根据转速控制信号对电机的转速进行控制。

本发明实施例提出的电机的转速控制装置通过微分调节模块对电机的输出转速进行微分调节来生成反馈转速信号，进而转速偏差信号生成模块根据目标转速信号和反馈转速信号生成转速偏差信号，并在转速控制信号生成模块对转速偏差信号进行比例积分调节生成转速控制信号后，最后控制模块根据转速控制信号对电机的转速进行控制。因此，该电机的转速控制装置利用电机对命令响应滞后的特点，由对转速偏差的采样改为对输出转速进行采样，不仅可以快速纠正突然出现或变化的转速偏差，还能避免因目标转速频繁突变而引起的系统振荡，使得系统平稳运行，动态性能好，并且实现简单。