CN103427736B - 直流电机等效电气惯量参数识别系统的识别方法 - Google Patents

直流电机等效电气惯量参数识别系统的识别方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种直流电机等效电气惯量参数识别系统及识别方法，该系统依顺序由直流电压源，功率驱动单元，直流电机，电流检测传感器和记录仪器相连接组成，其中所述直流电压源的输出端还与记录仪器的输入端相连接。识别方法是采用功率驱动单元接收直流电压源输出的直流电压输出激励电压激励电机产生电流，电流检测传感器检测电流信号并建立与时间的坐标，将激励电压幅值除以电流信号稳态幅值，得到直流电机等效电气阻抗参数；测量在电流输出信号稳态幅值的0.632倍处的时间轴上坐标值；将时间值和等效电气阻抗参数相乘，得到直流电机等效电气惯量参数。本发明为直流电机电流控制设计和调试节省精力和时间，具有良好的静态性能和动态性能。

Description

直流电机等效电气惯量参数识别系统的识别方法
技术领域
本发明涉及一种直流电机电流系统和控制方法，尤其涉及一种直流电机电流控制的等效电气惯量参数识别系统及识别方法。
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。只有对被控对象进行定性认识才能决定设计什么样的控制器，只有对被控对象参数进行定量识别才能对控制器参数准确调整。目前，公知的现有技术中的控制器，如应用广泛的PID（比例积分微分）控制器，并不是首先确定被控对象参数，而是直接采用试凑法或经验法调整控制器比例控制参数、积分控制参数和微分控制参数。因此，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，有些甚至根本无法对电流进行控制。因此，直流电机电流控制时，如何识别等效电气惯量参数，则是现有技术中有待解决的问题。
发明内容
本发明的目的所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提出一种直流电机等效电气惯量参数识别系统及识别方法。
为了达到上述目的，本发明解决技术问题采取的技术方案是：
一种直流电机等效电气惯量参数识别系统，由直流电压源，功率驱动单元，直流电机，电流检测传感器和记录仪器组成，其中直流电压源的输出端分别于功率驱动单元的输入端、记录仪器的一个输入端连接，功率驱动单元的输出端接直流电机的输入端，直流电机的输出端接电流传感器的输入端，电流检测传感器的输出端接记录仪器的另一个输入端。
为了达到上述目的，本发明解决技术问题采取的另一个技术方案是：
本发明的直流电机等效电气惯量参数识别系统的识别方法，包括下列步骤：
（1）采用直流电压源输出直流电压；
（2）采用功率驱动单元接收所述直流电压输出激励电压；
（3）采用直流电机接收所述激励电压产生电流；
（4）采用电流检测传感器测量直流电机得到电流信号；
（5）采用记录仪器接收所述直流电压和电流信号，并建立电流与时间的坐标系和直流电压与时间的坐标系；
（6）将直流电压幅值M除以电流信号稳态幅值C，得到直流电机等效电气阻抗参数R；
(7)测量在电流输出信号稳态幅值的0.632倍处的时间轴上坐标值T；
（8）将时间值T和等效电气阻抗参数R相乘，得到直流电机等效电气惯量参数B。
上述步骤（1）所述的直流电压源输出直流电压的幅值与直流电机的额定电压相等。
上述步骤（3）所述的产生电流的过程中，保持直流电机转子静止不动。
本发明的优点和有益效果主要是：
本发明能在直流电机电流控制设计和调试时不仅可以节省精力和时间，而且可获得良好的静态性能和动态性能。
附图说明
图1：本发明识别系统构成框图；
图2：本发明识别方法流程图；
图3：本发明输出直流电压图；
图4：本发明输出电流信号图；
图中：101.直流电压源，102.功率驱动单元，103.直流电机，104.电流检测传感器，105.记录仪器。 
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等效电气惯量参数识别系统及识别方法作进一步的详细说明。
如图1所示为本发明的直流电机等效电气惯量参数识别系统，包括直流电压源101，功率驱动单元102，直流电机103，电流检测传感器104和记录仪器105，其中直流电压源101的输出端分别于功率驱动单元102的输入端、记录仪器105的一个输入端连接，功率驱动单元102的输出端接直流电机103的输入端，直流电机103的输出端接电流传感器104的输入端，电流检测传感器104的输出端接记录仪器105的另一个输入端。
结合图1、图2、图3和图4叙述本发明的直流电机等效电气惯量参数识别系统的识别方法，包括下列步骤：
（1）采用直流电压源101输出直流电压；
所述直流电压源101输出直流电压的幅值与直流电机的额定电压相等。
（2）采用功率驱动单元102接收所述直流电压输出激励电压；
（3）采用直流电机103接收所述激励电压产生电流；
所述产生电流的过程中，保持直流电机转子静止不动。
（4）采用电流检测传感器104测量直流电机103得到电流信号；
（5）采用记录仪器105接收所述直流电压和电流信号，并建立电流I与时间t的坐标系和直流电压V与时间t的坐标系；
（6）将直流电压幅值M除以电流信号稳态幅值C，得到直流电机等效电气阻抗参数R；
(7)测量在电流输出信号稳态幅值的0.632倍处的时间轴上坐标值T；
（8）将时间值T和等效电气阻抗参数R相乘，得到直流电机等效电气惯量参数B。
得到上述直流电机电流控制的等效电气阻抗参数R和等效电气惯量参数B之后，直流电机电流控制器就可以根据这两个参数进行设计和调整。

Claims (1)

1.一种直流电机等效电气惯量参数识别系统的识别方法，该识别方法基于的识别系统依顺序由直流电压源(101)，功率驱动单元(102)，直流电机(103)，电流检测传感器(104)和记录仪器(105)相连接组成，其中所述的直流电压源(101)的输出端还与所述的记录仪器(105)的输入端相连接；其特征在于，所述识别方法包括下列步骤：
(1)采用输出直流电压的幅值与直流电机(103)的额定电压相等的直流电压源(101)输出直流电压；
(2)采用功率驱动单元(102)接收所述直流电压输出激励电压；
(3)采用直流电机(103)接收所述激励电压产生电流，且产生电流的过程中，保持直流电机(103)转子静止不动；
(4)采用电流检测传感器(104)测量直流电机(103)得到电流信号；
(5)采用记录仪器(105)接收所述直流电压和电流信号，并建立电流与时间的坐标系和直流电压与时间的坐标系；
(6)将直流电压幅值M除以电流信号稳态幅值C，得到直流电机等效电气阻抗参数R；
(7)测量在电流输出信号稳态幅值的0.632倍处的时间轴上坐标值T；
(8)将时间值T和等效电气阻抗参数R相乘，得到直流电机等效电气惯量参数B。
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