[发明专利]克服电动机转速超调的控制方法

说明书

本发明涉及电动机技术领域，尤其涉及克服电动机转速超调的控制方法，其包括如下控制过程:上位机向控制器发出启动指令；控制器接收上位机的启动指令，通过CAN总线控制变频器带动电动机及水泵工作；水泵出水口处的压力传感器将水压力值反馈给控制器；控制器根据压力传感器的反馈信号，采用如下算法通过CAN总线控制变频器带动电动机及水泵工作，从而调节水泵的压力；其计算式为uout(t)＝uout(t‑1)+Δu(t)；Δu(t)＝Kp(t)×[e(t)+e(t‑1)]+Ki(t)×e(t)+Kd(t)×[e(t)‑2×e(t‑2)+e(t‑1)]。本发明提供的方法克服了压力因为转速波动引起的超调问题，调节压力的稳定性有了显著的提高，保证了水泵稳定流量的供水。

技术领域

本发明涉及电动机技术领域，尤其涉及克服电动机转速超调的控制方法。

背景技术

水泵工作时，控制器根据上位机的启动指令和压力设定值，通过CAN总线控制变频器带动电动机和水泵工作，将高压水压力反馈值作为反馈信号，不断调节CAN总线上的频率设定值，进而调节高压水的压力值。控制器选用PID算法是目前工业领域应用最为广泛的一种控制算法。它具有原理简单，易于实现，使用面广，控制参数项对独立，参数选定比较简单等优点。PID控制(即比例—积分—微分控制)是利用输入的参数信息和组态信息，进行PID运算。根据期望值(Expect)、当前值(Current)和PID的比例系数(Kp)、积分系数(Ki)、微分系数(Kd)进行最近N次采样运算、修正，最后输出结果到执行部件。目的是让结果趋近于期望值(Expect)。从理论上可以证明，PID算法是连续系统动态品质校正地一种有效方法。

通常依据控制器输出与执行机构的对应关系，将基本数字PID算法分为位置式PID和增量式PID两种。增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量Δu(t)。采用增量式算法时，计算机输出的控制量Δu(t)对应的是本次执行机构位置的增量，而不是对应执行机构的实际位置，因此，要求执行机构必须具有对控制量增量的累积功能，才能完成对被控对象的控制操作。执行机构的累积功能可以采用算式u_out(t)＝u_out(t-1)+Δu(t)；Δu(t)＝Kp×[e(t)+e(t-1)]+Ki×e(t)+Kd×[e(t)-2×e(t-2)+e(t-1)]程序化来完成，控制器根据实际的高压水压力值和输入设定压力值作为输入变量e(t)，控制器在CAN总线上发送的变频器频率设定值为输出变量u_out(t)，根据增量式PID的算法进行计算，调节高压水的压力趋近设定的压力值。但是，采用上述应用增量式PID算法出现以下问题：在固定的设定压力值下，由于CAN总线的滞后性和电机的转动惯量影响，系统容易出现超调现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供克服电动机转速超调的控制方法，使水泵能够实现恒压供水。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

克服电动机转速超调的控制方法，其包括如下控制过程:

——上位机向控制器发出启动指令；

——控制器接收上位机的启动指令，通过CAN总线控制变频器带动电动机及水泵工作；

——水泵出水口处的压力传感器将水压力值反馈给控制器；

——控制器根据压力传感器的反馈信号，采用如下算法通过CAN总线控制变频器带动电动机及水泵工作，从而调节水泵的压力；

其计算式为uout(t)＝uout(t-1)+Δu(t)；

Δu(t)＝Kp(t)×[e(t)+e(t-1)]+Ki(t)×e(t)+Kd(t)×[e(t)-2×e(t-2)+e(t-1)]。

uout(t)——控制器的输出；

Δu(t)——增量；