一种电机的pid智能调速方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动机的控制方法，特别是一种电机的PID智能调速方法。
【背景技术】
[0002]变频调速电动机越来越广泛地应用在各种工业领域中，随着电子技术的发展，电动机的控制驱动技术日益成熟，使得电动机更好地服务于各应用领域，发挥着举足轻重的作用。
[0003]目前，电动机的控制方式已经从最初的开关控制发展到了自动控制，在自动控制领域中，最常见的就是开环控制，特别是变频调速驱动系统中，变频器根据外部输入的控制指令调整输出励磁电流，从而控制电动机的运行，然而，此种开环控制方式需要依赖外部及时输入的指令，当电动机的运行环境发生变化时，往往造成电动机的实际运行状态与所述外部指令所欲达到的目标运行状态产生偏差，使得电动机的运行效果下降。在电动机控制领域，为了解决开环控制方式的弊端，常采用闭环控制方式，而此种控制方式控制过程复杂，限制了其在电动机工控领域的应用。
【发明内容】
[0004]针对上述技术问题，本发明公开了一种电机的PID智能调速方法，先分析电动机的实测转速与目标转速的偏差，根据偏差大小对应对电动机进行精确调整和模糊调整，从而对转速偏差进行纠正，有效解决了电动机开环控制方式的弊端，同时本发明的控制方式简单实用。
[0005]为了实现根据本发明的目的，提供了一种电机的PID智能调速方法，包括:
[0006]步骤I)设置电机的预定运行曲线，根据所述预定运行曲线转换产生控制信号；步骤2)电机根据所述控制信号启动运行；步骤3)对电机的运行状态进行实时监测，并得到实测转速；步骤4)比较预定运行曲线所确定的目标转速与实测转速的差异，得到转速差异值；步骤5)判断转速差异值是否在正常偏差范围内，如果处于正常偏差范围内，则不作调整，回到步骤3)，直到电机运行结束；如果超出了正常偏差范围，则根据所述转速差异值进行PID算法处理，产生纠正控制信号，电机根据所述纠正控制信号进行转速调整，回到步骤3)，直到所述转速差异值处于正常偏差范围内，调整结束。
[0007]优选的，所述算法处理的方法为:步骤a)将步骤I)中的控制信号进行量化处理，得到数字量化值；步骤b)如果所述转速差异值处于微调区间内，对所述数字量化值进行精确调整；如果所述转速差异值超出微调区间，对所述数字量化值进行模糊调整。
[0008]优选的，设定所述正常偏差范围为(-5% a?+5% a)，a为所述目标转速，表示实测转速滞后目标转速，“ + ”表示实测转速超出目标转速，设定所述微调区间为[-10%a ?-5% a]和[+5% a ?+10% a]。
[0009]优选的，所述精确调整的方式为:根据所述转速差异值的大小，产生一个步进量，步进式地增加或减小所述数字量化值；所述模糊调整的方式为:根据所述差异值的大小，产生一个比例量，比例式地增加或减小所述数字量化值。
[0010]优选的，通过人机交互界面设置所述预定运行曲线。
[0011]优选的，设置有控制模块，其接收所述预定运行曲线，并转换产生所述控制信号。
[0012]优选的，设置有变频器，其接收所述控制信号来控制输出的励磁电流，电机根据所述励磁电流来运行。
[0013]优选的，通过编码器对电机运行状态进行实时监测，将监测信号反馈到所述控制模块中，并将电机的实时运行曲线显示在所述人机交互界面上。
[0014]优选的，所述控制模块根据所述检测信号判断转速差异值所处范围，并进行所述算法处理，产生纠正控制信号并传送至所述变频器。
[0015]本发明至少包括以下有益效果:提供的一种电机的PID智能调速方法，
[0016]1、对转速差异值进行两次判断，并进行相应的粗略调整和精确调整，调整速度更快更精确；
[0017]2、有效避免调整幅度过大，导致调整过程的反复震荡；
[0018]3、粗略调整和精确调整相互配合，避免频繁操作和避免较大幅度调节；
[0019]4、对控制量进行数字量化，从而对数字量化值进行调整，有效避免了环境噪声影响；
[0020]5、此种调速方法抗干扰能力强，从而保证了调整过程总体的快速、高稳定性；
[0021]6、调整过程的算法处理简单，实现成本低。
[0022]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0023]图1是本发明的调速方法流程示意图；
[0024]图2是所述算法处理的流程示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0026]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0027]如图1所示的是根据本发明的一种实现形式，其中包括:
[0028]步骤I)设置电机的预定运行曲线，可以根据需要现场确定不同的运行曲线，也可以选取系统自带的电动机常规运行曲线，根据所述预定运行曲线转换产生控制信号；步骤2)启动控制程序，电机根据所述控制信号启动运行；步骤3)对电机的运行状态进行实时监测，并得到实测转速与运行时间的关系曲线；步骤4)根据预定运行曲线可以得知实时的目标转速，比较目标转速与实测转速的差异，得到转速差异值；步骤5)根据现场对电动机运行的精度的要求，设定电动机运行的正常偏差范围，判断转速差异值是否在正常偏差范围内，如果处于正常偏差范围内，则不作调整，回到步骤3)，直到电机运行结束；如果超出了正常偏差范围，则根据所述转速差异值的大小进行PID算法处理，产生纠正控制信号并反馈到电机上，电机根据所述纠正控制信号进行转速调整，回到步骤3)，直到所述转速差异值处于正常偏差范围内，调整结束。此种调速方法抗干扰能力强，从而保证了调整过程总体的快速、尚稳定性；
[0029]如图2所示，上述技术方案中，所述算法处理的方法为:步骤a)将步骤I)中的控制信号进行量化处理，得到数字量化值；对控制量进行数字量化，从而对数字量化值进行调整，有效避免了环境的干扰影响；步骤b)转速超出了正常偏差范围，将超出的范围又划分为两个区域:微调区间和超出微调区间，如果所述转速差异值处于微调区间内，则对所述数字量化值进行精确调整，使得转速偏差回归到正常偏差范围内；如果所述转速差异值超出微调区间，对所述数字量化值进行模糊调整，使得转速偏差回归到微调区间内，进而再做精确调整，使得转速偏差最终处于正常转速偏差范围内，调整完毕。对转速差异值进行两次判断，并进行相应的粗略调整和精确调整，调整速度更快更精确；同时有效避免调整幅度过大，导致调整过程的反复震荡；粗略调整和精确调整相互配合，避免频繁操作和避免较大幅度调节；
[0030]在另一种实例