伺服系统速度环控制参数自整定方法研究.pdf

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1、2010矩仪表技术与传感器201O第2期InstrumentTechniqueandSensorNo．2伺服系统速度环控制参数自整定方法研究陈鹏展，唐小琦，金宏星(华中科技大学国家数控系统工程技术研究中，，湖北武汉430074)摘要：为了能够获得伺服系统的最优性能，必须寻找一种高效实用的伺服速度环控制参数自动整定方法。通过坐标轮换方法对一阶惯性滞后模型的PID控制参数进行寻优，可以得到对应不同特征模型的最优控制参数。利用最优控制参数集合，运用曲线拟合的方法，获取了一组基于一阶惯性滞后模型特征值的最优参数整定公式，根据得到的整定公式，设计了一种伺

2、服速度环控制参数的自整定方法，并进行了实时仿真研究。结果表明：提出的速度环控制数自整定方法能够高效获得整定结果。关键词：伺服；自整定；整定公式；实时仿真中图分类号：TP391．9；TM301．2文献标识码：A文章编号：1002—1841(2010)02—0078—04Research0nSpeedControlParameters’Auto-tuningMethodsofServoSystemCHENPeng—zhan，TANGXiao—qi，JINHong-xing(NationalNCsystemEngineeringResearchCen

3、ter，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：Inordertogettheoptimalperformanceoftheservosystem，apracticalhigh·performanceauto—tuningmethodtotunesel~ospeedloop’Scontrolparametersshouldbefoundout．CoordinaterotationoptimizationmethodWaSusedtooptimizet

4、hecontrolparametersoftheobjectofthefirstorderlagplusinertia1．Asetofoptimalparametertuningformulabasedontheeharae-teristicsparametersoftheobjectapproximatemodelisobtainedbyusingtheoptimalcontrolparametersandthecurvefittingmeth-od．ACservosystemcontrolparametersself-tuningalgor

5、ithmmodelisdesignedbasedOilthetuningformulaandreal-timesimula-tionisconductedtoapracticalservosystemparametersserf-tuningprocess．Theresultsshowedthattheproposedparameters’self-tuningmethodof8ervospeedcontrollopcanobtainthetuningresultseficiently．Keywords：sel-vo；auto—tuning；t

6、uningformula；real—timesimulation0引言以给出伺服速度环控制参数整定结果。文中先以一阶惯性滞实际工业过程中，被控对象一般可以用带有纯时间延迟的后模型为研究目标，探求了模型特征值与其最优PID控制参数一阶惯性滞后模型来近似描述⋯，有关该类受控对象的PID控之间的关系，然后设计了获取实际系统近似模型特征值的工程制器的参数整定问题，Ziegler与Nichols于1942年便提出了经方法。根据获得的研究结果，提出了一种交流伺服系统速度环验整定公式，除此外，还有很多其他的设定方法，如幅值相位裕控制参数自动整定方法，并对其进

7、行了实时仿真验证。度等设定方法、IMC方法、ISTE最佳设定公式等，上述资料1一阶惯性滞后模型的最优整定公式中，均利用近似模型的特征值直接给出了控制器的参数整定结带有纯时间延迟的一阶性被控对象可以式(1)所示的传果，由此可以推断，一阶惯性滞后模型的最优PID控制参数与递函数来描述J：厶其特征值之间存在特定联系。Gp(s)=焘e(1)交流伺服系统一般采用PID控制结构，交流伺服系统的性式中k，T，，r是被控对象的特征值。能不仅取决于其采用的控制策略，而且决定于驱动器各控制环由前述分析得知，PID优化控制参数与传递函数特征参数节调节器中设置的控制参

8、数。目前，由于缺乏高效的参数白整间存在一定联系，为了找出PID控制器优化参数与被控对象特定方法，交流伺服驱动器的控制参数主要由操作人员手动整定征参数(