单相感应电机励磁电流pi控制参数的调整方法
【专利摘要】本发明公开了一种单相感应电机励磁电流PI控制参数的调整方法，该调整方法所使用的调整系统由控制器、功率驱动单元、单相感应电机、电流检测传感器组成，其中控制器由比较器、比例器、积分器组成。本发明的调整方法是：采用电流检测传感器检测实际电流信号，比较器接收所述实际电流信号和给定的电流指令信号输出误差信号；比例器、积分器接收误差信号分别输出比例控制信号、积分控制信号；功率驱动单元接收各控制信号输出激励电压；单相感应电机接收激励电压产生电流。本发明的调整方法，科学易行，调整方便，省时省力，目的性强，准确度高，能为单相感应电机电流控制设计和调试提供准确依据，从而获得良好的静态性能和动态性能。
【专利说明】单相感应电机励磁电流Pl控制参数的调整方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单相感应电机励磁电流系统和控制方法，尤其涉及一种单相感应电机励磁电流PI控制参数的调整方法。
【背景技术】
[0002]单相感应电机励磁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PI(Hi例积分)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和积分控制参数。因此，控制器参数的调整比较盲目，单相感应电机励磁电流控制系统的调试费时费力，励磁电流控制性能难以满足要求，有些甚至根本无法对励磁电流进行控制。因此，单相感应电机励磁电流控制时，如何调整PI控制器参数，则是现有技术中有待解决的问题。
【发明内容】
[0003]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，提出一种单相感应电机励磁电流PI控制参数的调整方法。
[0004]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:
[0005]一种单相感应电机励磁电流PI控制参数的调整方法,所述调整方法使用的调整系统由控制器，功率驱动单元，单相感应电机和电流检测传感器组成，其中所述控制器由比较器、比例器、积分器组成；所述比较器的输出端分别与所述比例器的输入端、积分器的输入端连接，比例器的输出端、积分器的输出端与所述功率驱动单元的输入端连接，功率驱动单元的输出端与所述单相感应电机的输入端连接，单相感应电机的输出端与所述电流检测传感器的输入端连接，电流检测传感器的输出端与比较器的输入端连接。
[0006]所述的单相感应电机励磁电流PI控制参数的调整方法，包括下列步骤:
[0007]I)采用电流检测传感器检测单相感应电机得到实际电流信号；
[0008]2)采用比较器接收所述实际电流信号和给定的电流指令信号输出误差信号；
[0009]3)采用比例器接收所述误差信号，调整比例器的控制参数Kp=Ue/Ie，Ue为单相感应电机的额定电压，Ie为单相感应电机的额定电流，输出比例控制信号；
[0010]4)采用积分器接收所述误差信号，调整积分器的控制参数Ki=Kp/A，A为单相感应电机的励磁参数，输出积分控制信号；
[0011 ] 积分控制信号的初值为O。
[0012]5)采用功率驱动单元接收所述比例控制信号、积分控制信号输出激励电压；
[0013]6)采用单相感应电机接收所述激励电压产生电流；
[0014]其中识别单相感应电机的励磁参数A的方法步骤:
[0015]a.将幅值为M的直流电压输入到功率驱动单元，激励单相感应电机产生电流，由电流检测传感器测量单相感应电机电流输出信号，并记录直流电压和电流输出信号随时间变化的过程；
[0016]b.过电流信号稳态幅值C作一条平行于时间轴的直线，将直流电压幅值M除以电流输出信号稳态幅值C，得到单相感应电机的等效励磁阻抗参数K ;
[0017]c.过原点对电流信号曲线作切线与上述b中所述的直线相交于交点S,过交点S向下作垂线与时间轴相交，垂线与时间轴的交点的坐标值为T ；
[0018]d.将上述等效励磁阻抗参数K和上述垂线与时间轴的交点的坐标值T相乘，得到单相感应电机励磁参数A。
[0019]本发明的优点和有益效果主要是:
[0020]本发明的单相感应电机励磁电流PI控制参数的调整方法，科学易行，调整方便，省时省力，目的性强，准确度高，能为单相感应电机电流控制设计和调试提供准确依据，从而获得良好的静态性能和动态性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1:本发明调整方法使用的单相感应电机励磁电流PI控制系统的构成框图；
[0022]图2:本发明调整方程流程框图；
[0023]图3:本发明输出直流电压信号图；
[0024]图4:本发明输出电流信号图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本发明的一种单相感应电机励磁电流PI控制参数的调整方法作进一步的详细说明。
[0026]如图1所示，为本发明的单相感应电机电流PI控制参数的调整方法所使用的调整系统，由控制器1，功率驱动单元2，单相感应电机3，电流检测传感器4组成，其中所述的控制器I由比较器111、比例器112、积分器113组成；比较器111的输出端分别与比例器112的输入端、积分器113的输入端连接，比例器112的输出端、积分器113的输出端与功率驱动单元2的输入端连接，功率驱动单元2的输出端与单相感应电机3的输入端连接，单相感应电机3的输出端与电流检测传感器4的输入端连接，电流检测传感器4的输出端与比较器111的输入端连接。
[0027]结合图1、图2、图3和图4叙述本发明的单相感应电机励磁电流PI控制参数的调整方法，包括下列步骤:
[0028]I)采用电流检测传感器4检测单相感应电机3得到实际电流信号；
[0029]2)采用比较器111接收所述实际电流信号和给定的电流指令信号输出误差信号；
[0030]3)采用比例器112接收所述误差信号，调整比例器112的控制参数Kp=Ue/Ie，Ue为单相感应电机3的额定电压，Ie为单相感应电机3的额定电流，输出比例控制信号；
[0031]4)采用积分器113接收所述误差信号，调整积分器113的控制参数Ki=Kp/A，A为单相感应电机3的励磁参数,输出积分控制信号；
[0032]积分控制信号的初值为O。
[0033]5)采用功率驱动单元2接收所述比例控制信号、积分控制信号输出激励电压；[0034]6)采用单相感应电机3接收所述激励电压产生电流；
[0035]其中识别单相感应电机的励磁参数A的方法步骤:
[0036]a.将幅值为M的直流电压输入到功率驱动单元2，激励单相感应电机3产生电流，由电流检测传感器4测量单相感应电机3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；
[0037]b.过电流信号稳态幅值C作一条平行于时间轴的直线，将直流电压幅值M除以电流输出信号稳态幅值C，得到单相感应电机的等效励磁阻抗参数K ;
[0038]c.过原点对电流信号曲线作切线与上述b中所述的直线相交于交点S，过交点S向下作垂线与时间轴相交，垂线与时间轴的交点的坐标值为T ；
[0039]d.将上述等效励磁阻抗参数K和上述垂线与时间轴的交点的坐标值T相乘，得到单相感应电机励磁参数A。
[0040]本发明的单相感应电机电流PI控制参数的调整方法所使用的调整系统的工作流程为:比较器111将输入电流指令信号和从电流检测传感器4送来的电流反馈信号进行比较，产生电流误差信号；比例器112把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；功率驱动单元2根据控制器I输出的控制信号，对单相感应电机3适时提供适当的能量，使单相感应电机3按照电流指令信号达到所要求的电流；单相感应电机3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4的接收信号；电流检测传感器4检测单相感应电机3的运行电流，作为电流反馈信号发送到比较器 111。
【权利要求】
1.一种单相感应电机励磁电流PI控制参数的调整方法，所述调整方法使用的调整系统由控制器(1)，功率驱动单元(2)，单相感应电机(3)和电流检测传感器(4)组成，其中所述控制器(I)由比较器(111)、比例器(112)、积分器(113)组成；所述比较器(111)的输出端分别与所述比例器(112)的输入端和所述积分器(113)的输入端连接，所述比例器(112)的输出端和所述积分器(113)的输出端与所述功率驱动单元(2)的输入端连接，所述功率驱动单元(2)的输出端与所述单相感应电机(3)的输入端连接，所述单相感应电机(3)的输出端与所述电流检测传感器(4)的输入端连接，所述电流检测传感器(4)的输出端与所述比较器(111)的输入端连接，其特征在于:所述的调整方法，包括下列步骤: 1)采用电流检测传感器(4)检测单相感应电机(3)得到实际电流信号； 2)采用比较器(111)接收所述实际电流信号和给定的电流指令信号，输出误差信号； 3)采用比例器(112)接收所述误差信号，调整比例器(112)的控制参数Kp=Ue/Ie，其中，Ue为单相感应电机(3 )的额定电压，Ie为单相感应电机(3 )的额定电流，输出比例控制信号; 4)采用积分器(113)接收所述误差信号，调整积分器(113)的控制参数Ki=Kp/A，A为单相感应电机(3)的励磁参数,输出积分控制信号； 5)采用功率驱动单元(2)接收所述比例控制信号、积分控制信号，输出激励电压； 6)采用单相感应电机(3)接收所述激励电压，产生电流。
2.根据权利要求1所述的单相感应电机励磁电流PI控制参数的调整方法，其特征在于，步骤4)所述的单相感应电机(3)的励磁参数A的识别方法，步骤为: a.将幅值为M的直流电压输入到功率驱动单元(2)，激励单相感应电机(3)产生电流，由电流检测传感器(4)测量单相感应电机(3)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.过电流信号稳态幅值C作一条平行于时间轴的直线，将直流电压幅值M除以电流信号稳态幅值C，得到单相感应电机的等效励磁阻抗参数K ； c.过原点对电流信号曲线作切线与上述b中所述的直线相交于交点S，过交点S向下作垂线与时间轴相交，垂线与时间轴的交点的坐标值为T ； d.将上述等效励磁阻抗参数K和上述垂线与时间轴的交点的坐标值T相乘，得到单相感应电机励磁参数A。
3.根据权利要求1所述的单相感应电机励磁电流PI控制参数的调整方法，其特征在于，步骤4)所述的积分控制信号的初值为O。
【文档编号】H02P25/04GK103427758SQ201310317256
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】张懿, 魏海峰, 冯友兵 申请人:江苏科技大学