[发明专利]一种直线电机电流环参数整定方法

说明书

本发明公开了一种直线电机电流环参数整定方法，涉及电机驱动系统领域，其技术方案要点是：包括如下步骤：S1、获取电机的参数；S2、将电机连接伺服控制器；S3、获取电机的三相电流和电位角；S4、参数整定；S5、电流环解耦；S6、计算PI控制器电流环；S7、建立交叉项电流控制环；S8、参数前馈；S9、下发并保存整定电流环参数。本发明不需要依赖复杂的电感电阻计算方法，离线测出电机参数，直接带入公式计算，具有直观快捷的优点，同时考虑电流环交叉项的影响，增强了电流环的带宽。

技术领域

本发明涉及电机驱动系统领域，更具体地说，它涉及一种直线电机电流环参数整定方法。

背景技术

与旋转电机相比，直线电机不需要丝杆等中间件来进行旋转至直线的方向转变，能够直接控制运动末端负载，因此在线性运动设备中，直线电机具有控制精度高、安装与调试简单等优点，特别是在工控行业应用越来越广泛。目前，直线电机大部分采用矢量控制方法，能够实现对位置、速度、电流的双闭环控制，电流环的参数对电机运行性能十分重要，电流环的性能决定了电机位置环和速度环的性能。因此需要对电流环的参数进行整定，现有的方法主要是通过复杂的电感电阻计算，并使用电位器调节参数或PC机配合专业的软件来整定电机电流环参数，其参数整定复杂，不利于直观快捷的对电机的电流环参数进行整定。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种直线电机电流环参数整定方法，解决了现有技术中，电流环参数整定复杂，快捷性及经济性较差的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种直线电机电流环参数整定方法，包括如下步骤：

S1、获取电机的参数：使用LCR测量所述电机的电阻和电感的参数；

S2、将电机连接伺服控制器，并在伺服控制器中接入三相电；

S3、获取电机的三相电流和电位角：通过检测装置获取电机的三相电流和电位角；

S4、参数整定：根据I型系统校正原则得到电机dq轴的PI控制器系数方程为：

其中Tv为电流环延迟时间，L为电机电感，R为电机电阻，K_P为控制信号参数系数，K_I为积分控制信号参数系数；

S5、电流环解耦：将步骤S1中的电阻、电感参数代入dq轴电流环解耦方程中计算电机dq轴电压，以将自然状态下的三项电流转变至电机dq轴坐标系下；

S6、计算PI控制器电流环：先通过公式K_P+K_I/s并代入步骤S4中K_P、K_I的表达式计算出电机d轴的PI控制器系数变化量，再通过公式K_P+K_I/s并代入步骤S4中K_P、K_I的表达式计算出电机q轴的PI控制器系数变化量，最后将电机d轴和q轴的PI控制器系数变化量加入步骤S5中解耦后的dq轴电压中，得到PI控制器电流环，其中s为拉普拉斯变换因子，其数值趋近于无穷大，以使得积分控制信号参数的变化趋近于0，进而使得电机d轴和q轴的电流变化量趋近于0；

S7、建立交叉项电流控制环：考虑电流环交叉项的影响，建立交叉项电流控制环；

S8、参数前馈：将步骤S7中的交叉项电流控制环前馈至步骤S6的PI控制器电流环中得到整定电流环参数；

S9、下发并保存整定电流环参数：将整定电流环参数下发至电机的伺服驱动器中，以完成所述电机电流环参数的整定。

在其中一个实施例中，步骤S5中所述的电流环解耦方程为：