CN103414418B - 一种直流电机电流pi控制系统的控制方法 - Google Patents

一种直流电机电流pi控制系统的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103414418B
CN103414418B CN201310321241.1A CN201310321241A CN103414418B CN 103414418 B CN103414418 B CN 103414418B CN 201310321241 A CN201310321241 A CN 201310321241A CN 103414418 B CN103414418 B CN 103414418B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
direct current
controller
current machine
direct
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.)
Active
Application number
CN201310321241.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103414418A (zh
Inventor
张懿
魏海峰
冯友兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Yuyue Medical Equipment and Supply Co Ltd
Suzhou Yuyue Medical Technology Co Ltd
Suzhou Medical Appliance Factory
Original Assignee
Jiangsu University of Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University of Science and Technology filed Critical Jiangsu University of Science and Technology
Priority to CN201310321241.1A priority Critical patent/CN103414418B/zh
Publication of CN103414418A publication Critical patent/CN103414418A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103414418B publication Critical patent/CN103414418B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种直流电机电流PI控制系统及方法，属于直流电机控制技术领域。该控制系统包括控制器、功率驱动单元、直流电机和电流检测传感器，其中所述的控制器由比较器、比例器、积分器和加法器组成；本发明的控制系统的控制方法是：先识别直流电机的等效电气惯量参数B，然后调整控制器的比例控制参数Kp和积分控制参数Ki。本发明控制系统在调试时，由于PI控制器的参数是根据直流电机参数进行调整的，所以控制器参数可以做到有的放矢进行调整，遏制了PI控制器参数调整的盲目性，节省了时间和精力，并能获得良好的电流控制效果。

Description

一种直流电机电流PI控制系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种直流电机电流控制系统，尤其涉及一种直流电机电流PI控制系统及控制方法，属于直流电机控制领域。
背景技术
直流电机电流控制必须采用闭环控制才能获得优良的电流控制性能。直流电机电流闭环控制系统包括控制器和被控对象。直流电机电流控制系统如何根据不同的被控对象，PI（比例积分）控制器参数有的放矢调整，则是现有技术有待解决的问题。目前，公知的现有技术中，PI控制器其比例控制参数和积分控制参数都是直接采用试凑法或经验法进行调整，而不是根据被控对象参数进行调整，控制器参数的调整比较盲目，直流电机电流控制系统的调试费时费力，电流控制性能难以满足要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决在直流电机电流闭环控制采用PI控制器时，PI控制器参数根据被控对象参数进行调整的问题，而提出一种直流电机电流PI控制系统及控制方法。
为了达到上述目的，本发明解决技术问题所采取的技术方案是：
一种直流电机电流PI控制系统，包括控制器，功率驱动单元，直流电机，电流检测传感器，其中控制器由比较器、比例器、积分器和加法器组成；所述比较器接收电流指令信号，比较器的输出端接比例器和积分器的输入端，比例器和积分器的输出端接加法器的输入端，加法器的输出端接功率驱动单元的输入端，功率驱动单元的输出端接直流电机的输入端，直流电机一路输出电流输出信号，另一路输出信号到电流检测传感器的输入端，电流检测传感器的输出端接比较器的输入端。
本发明所述直流电机电流PI控制系统的控制方法，包括下列步骤：
（1）识别直流电机的等效电气惯量参数B，其方法步骤是：
a.将幅值为M的直流电压输入到功率驱动单元，激励直流电机产生电流，由电流检测传感器测量直流电机的电流输出信号，并记录直流电压和电流输出信号随时间变化的过程；其中直流电压幅值M与直流电机的额定电压Ue相等；
b.建立电流输出信号与时间关系的坐标系，读出电流输出信号曲线的稳态幅值C，将直流电压幅值M除以电流输出信号曲线的稳态幅值C，得到直流电机等效电气阻抗参数R；
c.测量在电流输出信号曲线的稳态幅值C的0.632倍处的时间轴上坐标值T；
d.将直流电机的等效电气阻抗参数R乘以时间值T，得到直流电机等效电气惯量参数B；
（2）调整控制器的比例控制参数Kp和积分控制参数Ki，其方法步骤是：
A）确定直流电机的额定电压Ue；
B）确定直流电机的额定电流Ie；
C）调整控制器的比例控制参数Kp=Ue/Ie；
D）调整控制器的积分控制参数Ki=Kp/B；其中积分控制参数Ki初值为0。
本发明的优点和有益效果主要是：
本发明的一种直流电机电流PI控制系统及方法，其系统在调试时，由于PI控制器的参数是根据直流电机参数进行调整的，所以PI控制器参数可以做到有的放矢进行调整，做到心中有数，遏制了PI控制器参数调整的盲目性，节省了时间和精力，并能获得良好的电流控制效果。
附图说明
图1为本发明的直流电机电流PI控制系统结构方框图；
图2为本发明的直流电机电流PI控制方法流程图；
图3为本发明电流输出信号坐标图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种直流电机电流PI控制系统及控制方法作进一步的详细说明。
如图1所示为本发明的一种直流电机电流PI控制系统，包括控制器110，功率驱动单元120，直流电机130和电流检测传感器140，其中，控制器110由比较器111、比例器112、积分器113和加法器114组成；比较器111的输出端接比较器112和积分器113的输入端，比例器112和积分器113的输出端接加法器114的输入端，加法器114的输出端接功率驱动单元120的输入端，功率驱动单元120的输出端接直流电 机130的输入端，直流电机130的输出端一路输出电流输出信号，另一路输出信号到电流检测传感器140的输入端，电流检测传感器140的输出端接比较器111的输入端。
结合图1、图2和图3叙述本发明的直流电机电流PI控制系统的控制方法，包括如下步骤：
（1）识别直流电机的等效电气惯量参数B，其方法步骤是：
a.将幅值为M的直流电压输入到功率驱动单元120，激励直流电机130产生电流，由电流检测传感器140测量直流电机130的电流输出信号，并记录直流电压和电流输出信号随时间变化的过程；其中所述的直流电压幅值M与直流电机130的额定电压Ue相等；
b.建立电流输出信号与时间关系的坐标系，读出电流输出信号曲线的稳态幅值C，将直流电压幅值M除以电流输出信号曲线的稳态幅值C，得到直流电机等效电气阻抗参数R；
c.测量在电流输出信号曲线的稳态幅值C的0.632倍处的时间轴上坐标值T；
d.将直流电机130的等效电气阻抗参数R乘以时间值T，得到直流电机130等效电气惯量参数B；
（2）调整控制器的比例控制参数Kp和积分控制参数Ki，其方法步骤是：
A）确定直流电机130的额定电压Ue；
B）确定直流电机130的额定电流Ie；
C）调整控制器的比例控制参数Kp=Ue/Ie；
D）调整控制器的积分控制参数Ki=Kp/B；其中所述积分控制参数Ki的初值为0。
本发明的一种直流电机电流PI控制系统的工作流程为：比较器111将输入电流指令信号和从电流检测传感器140送来的电流反馈信号进行比较，产生电流误差信号；比较器112对电流误差信号乘以比例控制参数；积分器113对电流误差信号进行积分并乘以积分控制参数；加法器114对比例器112和积分器113输出信号相加送到功率驱动单元120；功率驱动单元120根据控制器110输出的控制信号，对直流电机130适时提供适当的能量，使直流电机130产生电流；直流电机130控制所要控制的对象并输出电流输出信号和电流检测传感器140的接收信号；电流检测传感器140检测直流电机3的运行电流，作为电流反馈信号发送到比较器111。

Claims (1)

1.一种直流电机电流PI控制系统的控制方法，该方法基于的控制系统包括控制器(110)，功率驱动单元(120)，直流电机(130)和电流检测传感器(140)，其特征在于，所述控制器(110)由比较器(111)、比例器(112)、积分器(113)和加法器(114)组成；其中所述比较器(111)接收电流指令信号，所述比较器(111)的输出端分别接所述比例器(112)和所述积分器(113)的输入端；所述比例器(112)和所述积分器(113)的输出端接所述加法器(114)的输入端；所述加法器(114)的输出端接所述功率驱动单元(120)的输入端；所述功率驱动单元(120)的输出端接所述直流电机(130)的输入端；所述直流电机(130)的输出端输出电流信号，该输出电流信号还接至电流检测传感器(140)的输入端；所述电流检测传感器(140)的输出端接所述比较器(111)的输入端；其特征在于，所述的控制方法包括如下步骤：
1)识别直流电机的等效电气惯量参数B：
a.将幅值为M的直流电压输入到功率驱动单元(120)，激励直流电机(130)产生电流，由电流检测传感器(140)测量直流电机(130)的电流输出信号，并记录直流电压和电流输出信号随时间变化的过程；
b.建立电流输出信号与时间关系的坐标系，读出电流输出信号曲线的稳态幅值C，将直流电压幅值M除以电流输出信号曲线的稳态幅值C，得到直流电机等效电气阻抗参数R；
c.测量在电流输出信号曲线的稳态幅值C的0.632倍处的时间轴上坐标值T；
d.将直流电机(130)的等效电气阻抗参数R乘以时间值T，得到直流电机(130)等效电气惯量参数B；
2)调整控制器的比例控制参数Kp和积分控制参数Ki：
A)确定直流电机(130)的额定电压Ue；
B)确定直流电机(130)的额定电流Ie；
C)调整控制器的比例控制参数Kp＝Ue/Ie；
D)调整控制器的积分控制参数Ki＝Kp/B；
其中，步骤1)所述的直流电压幅值M与直流电机(130)的额定电压Ue相等；
步骤2)所述的积分控制参数Ki的初值为0。
CN201310321241.1A 2013-07-26 2013-07-26 一种直流电机电流pi控制系统的控制方法 Active CN103414418B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310321241.1A CN103414418B (zh) 2013-07-26 2013-07-26 一种直流电机电流pi控制系统的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310321241.1A CN103414418B (zh) 2013-07-26 2013-07-26 一种直流电机电流pi控制系统的控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103414418A CN103414418A (zh) 2013-11-27
CN103414418B true CN103414418B (zh) 2015-06-17

Family

ID=49607408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310321241.1A Active CN103414418B (zh) 2013-07-26 2013-07-26 一种直流电机电流pi控制系统的控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103414418B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106849773B (zh) * 2017-04-11 2019-07-02 嘉兴学院 一种永磁同步电机伺服惯量系统辨识方法
CN106849798B (zh) * 2017-04-11 2019-07-02 嘉兴学院 基于参数检测的永磁同步电机转矩pi调控方法
CN106998163B (zh) * 2017-04-11 2019-07-02 嘉兴学院 永磁同步电机转子位置pi控制参数的调整方法
CN106817063B (zh) * 2017-04-11 2019-07-02 嘉兴学院 三相异步电动机的高精度转矩调控方法
CN112698571B (zh) * 2020-12-09 2023-01-24 河南知汇电力技术有限公司 双pi协同控制装置及方法
CN112698570B (zh) * 2020-12-09 2023-03-10 河南知汇电力技术有限公司 基于经验误差的pi控制系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101393425A (zh) * 2008-10-31 2009-03-25 江苏科技大学 直流电机速度pid控制的参数调节系统及调节方法
CN101393424A (zh) * 2008-10-31 2009-03-25 江苏科技大学 一种直流电机角位移pid控制系统及其控制方法
CN101499755A (zh) * 2008-10-31 2009-08-05 江苏科技大学 一种直流电机速度pid控制系统及其控制方法
CN101510746A (zh) * 2008-10-31 2009-08-19 江苏科技大学 基于直流电机速度控制的控制对象参数识别方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0670567A (ja) * 1992-08-07 1994-03-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機の制御ゲイン自動設定方法及びバックラッシュ検出方法
JP2009148082A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101393425A (zh) * 2008-10-31 2009-03-25 江苏科技大学 直流电机速度pid控制的参数调节系统及调节方法
CN101393424A (zh) * 2008-10-31 2009-03-25 江苏科技大学 一种直流电机角位移pid控制系统及其控制方法
CN101499755A (zh) * 2008-10-31 2009-08-05 江苏科技大学 一种直流电机速度pid控制系统及其控制方法
CN101510746A (zh) * 2008-10-31 2009-08-19 江苏科技大学 基于直流电机速度控制的控制对象参数识别方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103414418A (zh) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103414418B (zh) 一种直流电机电流pi控制系统的控制方法
CN104836506A (zh) 一种永磁同步电机转子零位校正系统及方法
CN103762924A (zh) 一种永磁同步电机扭矩输出控制系统
CN104767448A (zh) 用于电动三相变速电机的控制系统和方法
EP2573894A3 (en) Method and systems for operating a power generation and delivery system
CN112436769A (zh) 一种永磁同步电机低载波比运行的控制系统及其方法
CN106655213A (zh) 一种并联型有源电力滤波器的控制方法
CN105515473A (zh) 一种直流风机的电流控制方法及装置
CN103248251B (zh) 逆变器自动变系数控制方法
CN106357102A (zh) 用于无刷直流电机驱动变频器的母线电压控制方法
CN101393425A (zh) 直流电机速度pid控制的参数调节系统及调节方法
CN107733304A (zh) 一种电机驱动系统的控制方法
CN103762925B (zh) 采用免疫算法的永磁同步电机的h∞转速估计方法
CN103427748B (zh) 一种单相感应电机励磁电流pi控制方法
CN104393801B (zh) 一种无刷直流电机调速装置及调速方法
CN107585051B (zh) 电力机车充电机前馈控制方法
CN105629737A (zh) 一种内燃机车异步电机内模控制方法
CN203301375U (zh) 一种基于分层思想的模糊pi双环控制的直流升压电路
CN104167939A (zh) 一种用于调制变流器的方法及装置
CN103427747B (zh) 直流电机电流pi控制的参数调节系统的调节方法
CN105471343B (zh) 一种爪极发电机励磁电压调节器
CN101393423B (zh) 直流电机角位移pid控制的参数调节系统的调节方法
CN204304862U (zh) 快速转矩跟踪控制电路
CN104426450A (zh) 单片机控制的非标准交流伺服电机
CN110995106A (zh) 一种双结构自吸泵扭矩控制方法

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
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160107

Address after: Yunyang Industrial Park in Jiangsu Province, Danyang City Road 212300 Zhenxin

Patentee after: Jiangsu Yuyue Medical Equipment Inc.

Patentee after: Suzhou Medical Appliance Factory

Patentee after: SUZHOU YUWELL MEDICAL SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD.

Address before: 212003 Zhenjiang City, Jiangsu province dream Creek Road, No. 2

Patentee before: Jiangsu University of Science and Technology