CN101394147A - 直流电机速度控制装置和方法 - Google Patents
直流电机速度控制装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101394147A CN101394147A CNA2008101958968A CN200810195896A CN101394147A CN 101394147 A CN101394147 A CN 101394147A CN A2008101958968 A CNA2008101958968 A CN A2008101958968A CN 200810195896 A CN200810195896 A CN 200810195896A CN 101394147 A CN101394147 A CN 101394147A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed
- signal
- controller
- feedback
- direct current
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 230000009183 running Effects 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种直流电机速度控制装置和方法，包括串接在直流电机电枢回路中的速度确定单元、速度确定单元连接控制器，速度指令信号输入控制器，在速度确定单元和控制器之间串接能量提供单元；先通过速度确定单元确定直流电机的转速，将直流电机的该速度反馈信号输入控制器，再通过控制器将输入的速度指令信号和速度反馈信号进行比较产生速度误差信号，由控制器对速度误差信号进行运算和比较产生直流电机的速度控制信号，最后能量提供单元对直流电机提供能量，使直流电机按照速度指令信号要求的转速运行；本发明不需要安装速度反馈传感器便可实现速度反馈闭环控制，节省安装空间和安装工艺步骤，可改善直流电机速度控制的静态性能和动态特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流电机速度闭环控制装置和方法。
背景技术
目前，公知的直流电机速度控制必须采用闭环反馈控制方式才能获得速度控制性能，通过控制器产生速度控制信号从而为直流电机速度提供精确调节。闭环控制需要专门用于检测速度的传感器，如利用机械、光电、电磁、激光等原理制成的模拟或数字测速传感器。在直流电机速度控制装置中，使用这些测速传感器的缺陷是：1、工程实际中没有预留传感器安装的空间或位置，导致安装困难。2、结构复杂，导致传感器反馈信号的传送困难，使速度控制性能不佳。
发明内容：
本发明的目的是为解决上述现有技术的问题，提供了一种不用速度反馈传感器的直流电机速度控制装置，本发明另一方面是提供一种检测和控制直流电机速度的方法。
本发明中直流电机速度控制装置采用的技术方案是：包括串接在直流电机电枢回路中的速度确定单元、速度确定单元连接控制器，速度指令信号输入控制器，在速度确定单元和控制器之间串接能量提供单元。
本发明中直流电机速度控制方法采用的技术方案是：先通过速度确定单元确定直流电机的转速，将直流电机的该速度反馈信号输入控制器，再通过控制器将输入的速度指令信号和速度反馈信号进行比较产生速度误差信号，由控制器对速度误差信号进行运算和比较产生直流电机的速度控制信号，最后能量提供单元根据控制器的速度控制信号对直流电机提供能量，使直流电机按照速度指令信号要求的转速运行。
本发明的有益效果是：直流电机速度控制时不需要在装置中安装速度反馈传感器便可实现速度反馈闭环控制，节省安装空间和安装工艺步骤，可改善直流电机速度控制的静态性能和动态特性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明中直流电机速度控制装置的结构方框图；
图2是本发明中直流电机速度控制方法的运行流程图。
具体实施方式
如图1所示，将速度确定单元110串接在直流电机100电枢回路中的，速度确定单元110由第一减法器112并接在电阻器111的两端，电阻器111连接直流电机100，第一减法器112的输出依次串接第一乘法器113、第二减法器114和第二乘法器115。其中，电阻器111基于直流电机100电枢绕组中的电流可取得其两端的电压信号。第一减法器112是对电阻器111两端电压V1和V2相减得到电压差值信号。第一乘法器113是对电压差值信号乘以比例系数，该乘法器的比例系数为Ka，比例系数Ka是基于如下公式来确定的：
Ka＝Rm/R
式中，Rm表示直流电机100电枢绕组的电阻值，R表示电阻器111的电阻值，由此确定直流电机100电枢电流和电枢绕组上的电压降。第二减法器114是将电阻器111其中一端电压V2减去第一乘法器113的输出信号，获得的差值信号就能确定反电动势的信号；这是因为直流电机100的反电动势大小跟转速成正比。第二乘法器115是对反电动势乘以比例系数Kb就能确定直流电机100的速度反馈信号，比例系数Kb为直流电机100反电动势和转速之间的增益系数，该比例系数由直流电机结构特征所决定，具体大小通过实验测试获得。
通过电阻器111两端电压V1和V2，根据下列公式确定直流电机100转速为n时的电压反馈信号。
Vn＝Kb[V2-Ka(V2-V1)]
因此，速度确定单元110的功能是根据电阻器111两端的电压先测量直流电机100电枢绕组中的电压，计算出直流电机100电枢回路中的电枢电流，根据电枢两端的电压和电枢电流确定直流电机100运行时的电枢电流和反电动势，然后再确定直流电机的运行速度。
将速度确定单元110连接控制器130，控制器130由第一比较器131、积分器132和第二比较器134串联在一起，将第二乘法器115的输出端分别接入第一比较器131和通过反馈比例器133接入第二比较器134；速度指令信号连接第一比较器131。其中，第一比较器131将输入速度指令信号和从速度确定单元110输出的速度反馈信号进行比较，产生速度误差信号。积分器132是对第一比较器131输出的速度误差信号进行积分并乘以积分控制系数Ki。反馈比例器133是对速度反馈信号乘以反馈比例系数Kd。这两个控制系数与能量提供单元和被控对象参数有关，公知的方法仍然是采用试凑法进行调整。第二比较器134是对积分器132输出信号和反馈比例器133输出信号进行比较，产生速度控制信号，控制能量提供单元120向直流电机100提供适当的能量。
因此，控制器130的功能是将速度指令信号和速度反馈信号进行比较产生误差信号，然后由积分器132对误差信号进行积分运算并乘以积分控制系数，积分器132输出信号和反馈比例器133的输出信号进行比较产生控制信号。
在速度确定单元110和控制器130之间串接能量提供单元120，能量提供单元120是连接在第二比较器134上，速度指令信号输入控制器130且连接第一比较器131。能量提供单元120是根据速度控制器130输出的控制信号，对直流电机100适时提供适当的能量，驱动直流电机100以一定的速度运行。
本发明直流电机的闭环控制方法是：先通过速度确定单元110确定直流电机100的转速，将直流电机100的该速度反馈信号输入控制器130，再通过控制器130将输入的速度指令信号和速度反馈信号进行比较产生速度误差信号，由控制器130对速度误差信号进行运算和比较产生直流电机100的速度控制信号，最后由能量提供单元120根据控制器130的速度控制信号对直流电机100提供能量，使直流电机100按照速度指令信号要求的转速运行。
如图2，本发明控制方法具体运行步骤是：
首先，操作210步骤，通过电阻器111检测直流电机100电枢回路电阻器111两端电压，在操作220中，由第一减法器112、第一乘法器113根据电阻器111两端电压和电阻值计算电枢电流；在操作230中，由第二减法器114通过电枢电流计算反电动势；在操作240中，通过第二乘法器115对反电动势乘以比例系数Kb确定直流电机100的转速，获得速度反馈信号送到控制器130。
得到直流电机100的转速反馈信号后，在操作250中，通过控制器130中的第一比较器131将速度指令信号作为参考速度信号和反馈速度信号进行比较产生速度误差信号；在操作260中，由积分器132对速度误差信号进行积分并乘以积分控制系数Ki；在操作270中，由反馈比例器133将反馈速度信号乘以反馈比例系数Kd；在操作280中，由第二比较器134将积分器132的输出信号和反馈比例器133的输出信号再次进行比较产生控制信号；最后，在操作290中，由速度控制信号控制能量提供单元120驱动电直流机100运转。
Claims (4)
1.一种直流电机速度控制装置，包括串接在直流电机(100)电枢回路中的速度确定单元(110)、速度确定单元(110)连接控制器(130)，速度指令信号输入控制器(130)，其特征是：在速度确定单元(110)和控制器(130)之间串接能量提供单元(120)。
2.根据权利要求1所述的直流电机速度控制装置，其特征是：所述速度确定单元(110)由第一减法器(112)并接在电阻器(111)的两端，第一减法器(112)的输出依次串接第一乘法器(113)、第二减法器(114)和第二乘法器(115)；所述控制器(130)由第一比较器(131)、积分器(132)和第二比较器(134)串联在一起，将第二乘法器(115)的输出端分别接入第一比较器(131)和通过反馈比例器(133)接入第二比较器(134)；速度指令信号连接第一比较器(131)，第二比较器(134)连接能量提供单元(120)。
3.一种直流电机速度控制方法，其特征是：先通过速度确定单元(110)确定直流电机(100)的转速，将该速度反馈信号输入控制器(130)，再通过控制器(130)将输入的速度指令信号和速度反馈信号进行比较产生速度误差信号，由控制器(130)对速度误差信号进行运算和比较产生直流电机(100)的速度控制信号，最后由能量提供单元(120)根据控制器(130)的速度控制信号对直流电机(100)提供能量，使直流电机(100)按照速度指令信号要求的转速运行。
4.根据权利要求3所述的直流电机速度控制方法，其特征是具体步骤为：
(1)通过电阻器(111)检测直流电机(100)电枢回路电阻器(111)两端电压；
(2)由第一减法器(112)和第一乘法器(113)根据电阻器(111)两端电压和电阻值计算电枢电流；
(3)由第二减法器(114)通过电枢电流计算反电动势；
(4)通过第二乘法器(115)对反电动势乘以比例系数确定直流电机(100)的转速，获得速度反馈信号送到控制器(130)；
(5)通过控制器(130)中的第一比较器(131)将速度指令信号作为参考速度信号和反馈速度信号进行比较产生速度误差信号；
(6)由积分器(132)对速度误差信号进行积分并乘以积分控制系数；
(7)由反馈比例器(133)将反馈速度信号乘以反馈比例系数；
(8)由第二比较器(134)将积分器(132)的输出信号和反馈比例器(133)的输出信号再次进行比较产生速度控制信号；
(9)由速度控制信号控制能量提供单元(120)驱动电直流机(100)运转。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008101958968A CN101394147B (zh) | 2008-09-12 | 2008-09-12 | 直流电机速度控制装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008101958968A CN101394147B (zh) | 2008-09-12 | 2008-09-12 | 直流电机速度控制装置和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101394147A true CN101394147A (zh) | 2009-03-25 |
| CN101394147B CN101394147B (zh) | 2011-05-18 |
Family
ID=40494269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008101958968A Expired - Fee Related CN101394147B (zh) | 2008-09-12 | 2008-09-12 | 直流电机速度控制装置和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101394147B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102570948A (zh) * | 2010-12-14 | 2012-07-11 | 昆山瑞凌焊接科技有限公司 | 一种直流永磁有刷电机控制系统 |
| CN101783640B (zh) * | 2010-01-26 | 2012-11-21 | 深圳市今朝时代新能源技术有限公司 | 一种电机转速闭环控制方法 |
| CN102882470A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-01-16 | 江苏科技大学 | 一种力矩电机宽范围调速数字控制装置及控制方法 |
| CN102914971A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-02-06 | 江苏科技大学 | 一种用于机械装备的随动装置控制参数的调整方法 |
| CN106655925A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-05-10 | 杭州凯尔达电焊机有限公司 | 一种直流电机的速度控制方法 |
| CN111697882A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-22 | 江苏科技大学 | 一种直流电机速度伺服控制器及参数调节方法 |
-
2008
- 2008-09-12 CN CN2008101958968A patent/CN101394147B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101783640B (zh) * | 2010-01-26 | 2012-11-21 | 深圳市今朝时代新能源技术有限公司 | 一种电机转速闭环控制方法 |
| CN102570948A (zh) * | 2010-12-14 | 2012-07-11 | 昆山瑞凌焊接科技有限公司 | 一种直流永磁有刷电机控制系统 |
| CN102882470A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-01-16 | 江苏科技大学 | 一种力矩电机宽范围调速数字控制装置及控制方法 |
| CN102914971A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-02-06 | 江苏科技大学 | 一种用于机械装备的随动装置控制参数的调整方法 |
| CN102914971B (zh) * | 2012-11-02 | 2015-04-29 | 江苏科技大学 | 一种用于机械装备的随动装置控制参数的调整方法 |
| CN106655925A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-05-10 | 杭州凯尔达电焊机有限公司 | 一种直流电机的速度控制方法 |
| CN106655925B (zh) * | 2016-10-28 | 2019-07-05 | 杭州凯尔达电焊机有限公司 | 一种直流电机的速度控制方法 |
| CN111697882A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-22 | 江苏科技大学 | 一种直流电机速度伺服控制器及参数调节方法 |
| CN111697882B (zh) * | 2020-06-12 | 2023-05-26 | 江苏科技大学 | 一种直流电机速度伺服控制器及参数调节方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101394147B (zh) | 2011-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101394147B (zh) | 直流电机速度控制装置和方法 | |
| CN109167545B (zh) | 永磁同步发电机磁链在线辨识方法与系统 | |
| CN104009684B (zh) | 磁铁磁通量推定装置、异常减磁判定装置、同步电机驱动装置及电动车 | |
| US8278849B2 (en) | Controller for calculating electric power consumption of industrial machine | |
| CN1784824B (zh) | 永久磁铁式同步电动机的控制装置 | |
| JP4954590B2 (ja) | 電動機のパラメータ調整方法とその方法を利用した変速機 | |
| JP2008029193A (ja) | 同期電動機のパラメータ調整方法およびその方法を使用する可変速駆動装置 | |
| CN103441724B (zh) | 适用于变频交流发电机的电压调节方法 | |
| CN102906989A (zh) | 用于测量同步电机中旋转变压器的偏移角的装置与方法 | |
| CN104638899A (zh) | 一种基于积分分离结构的快速启动数字电源 | |
| WO2016161213A1 (en) | Fractional delay adjustment in a field-oriented control architecture | |
| KR20210047629A (ko) | 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 spmsm 구동 시스템 기계 파라미터 추정 장치 및 방법 | |
| CN102857171B (zh) | 多电机同步控制系统 | |
| CN108923705B (zh) | 一种能量控制的直流电机调速装置 | |
| CN108258880B (zh) | 机电动力传输链的电气系统 | |
| CN105071736B (zh) | 一种风机用永磁同步电机无传感器转子位置检测方法 | |
| CN202735388U (zh) | 电流传感器控制装置 | |
| CN108983090B (zh) | 一种电机霍尔零点调节装置及其调节方法 | |
| CN108712123A (zh) | 一种基于信号注入的pmsm定子绕组温度在线估计方法 | |
| CN111313786B (zh) | 一种具备电流误差校正能力的三相电机驱动器及校正方法 | |
| CN106817064B (zh) | 交流电机的驱动方法及应用其的电机驱动装置 | |
| CN102375463A (zh) | 用于控制电源的输出电压的系统和方法 | |
| Nerat et al. | A novel fast-filtering method for rotational speed of the BLDC motor drive applied to valve actuator | |
| CN108988711B (zh) | 一种油田用电动桥塞投放工具的电机控制方法 | |
| CN107154762A (zh) | 一种无传感永磁同步电机最优效率跟踪的控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHANGSHU NJNU DEVELOPMENT INSTITUTE Free format text: FORMER OWNER: JIANGSU UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Effective date: 20120823 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 212003 ZHENJIANG, JIANGSU PROVINCE TO: 215500 SUZHOU, JIANGSU PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20120823 Address after: 215500 Changshou City South East Economic Development Zone, Jiangsu, Jin Road, No. 8 Patentee after: Changshu Nanjing Normal University Development Research Academy Institute Co., Ltd. Address before: 212003 Zhenjiang,, Jiangsu, Jiangsu University of Science and Technology, No. Patentee before: Jiangsu University of Science and Technology |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170322 Address after: 529000 Guangdong, Jiangmen Jianghai District Jinhui Road, No. 1, building 5, 15 Patentee after: Jiangmen city road Si Tuo electrical equipment and electrical Co., Ltd Address before: 215500 Changshou City South East Economic Development Zone, Jiangsu, Jin Road, No. 8 Patentee before: Changshu Nanjing Normal University Development Research Academy Institute Co., Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110518 Termination date: 20180912 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |