一种随动系统的负载转矩观测和补偿方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及交流随动控制系统，尤其涉及交流随动系统中负载转矩的观测和补偿 方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代化战争的发展，武器系统对目标的跟踪和抗扰动的要求逐渐提高，例如 高炮武器在进行射击时，还需要进行目标跟踪，而设计冲击力矩将会对随动系统的跟踪精 度造成一定的影响，同时也要求随动系统在一定的扰动力矩（负载转矩）下，具有一定的跟 踪精度。关于克服扰动力矩提高随动系统精度，常用的方法一般是尽量增加随动系统的带 宽和开环增益，在速度环控制器中增加积分环节来消除稳态误差。带宽的增加受到系统时 间常数的限制是有限的，过大的开环增益会导致系统稳定性的下降，因此这种方法来提高 抗扰动的能力是有限的。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种交流随动系统的负载转矩观测和补偿 方法，根据随动系统的输入和输出观测出系统的负载转矩，并将观测量补偿到随动系统中， 来减小扰动对随动系统跟踪精度的影响。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
[0005]第一步、读取上一时刻k-Ι的电流环的电流给定值r(k-l)，以及当前时刻k和上 一时刻k_l的电机转速ω(k)和ω(k_l);
[0006]
，其中，!\〇〇和!^!^)分别为 其k时刻和k-Ι时刻的中间变量，Tk为速度环的采样周期，时间常数为T。，力矩系数为κτ;
[0007] 第三步、计算k时刻的中间
，其中，J为折算到 电机轴上的总转动惯量，F为粘滞摩擦系数；
[0008] 第四步、计算k时刻的负载转矩观测值/；.(/〇=7；(々)-Γ:(/〇;
[0009] 第五步、读取k时刻的速度调节器输出ιιω (k)，并计算k时刻电流环的电流给定值
1实现负载转矩观测值的补偿。
[0010] 本发明的有益效果是：通过本发明的交流随动系统负载转矩观测和补偿方法，能 有效提高随动系统对扰动的抑制能力，简化了速度调节器的设计难度，并能提高随动系统 的精度。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
[0012] 本发明设交流随动系统电流环可简化成惯性环节，时间常数为T。，设力矩系数为 Κτ，折算到电机轴上的总转动惯量为J，粘滞摩擦系数为F，则实现随动系统负载转矩观测和 补偿方法的具体步骤为：
[0013] 第一步：读取上一时刻（k-Ι时刻）的电流环的电流给定值r(k-l)，以及当前时刻 (k时刻）和上一时刻（k-Ι时刻）电机的转速ω(k)和ω(k-Ι);
[0014]
其中，?\为中间变量，1\〇〇和Tjk-i)分别为其k时刻和k-Ι时刻的值，1；为速度环的采样周期；
[0015]
其中，τ2为中间变量，T2(k)为其k时刻的值；
[0016] 第四步：计算负载转矩观测值/；. (Α·_) = 7；(/〇-7丨(幻，其中/：,(幻为k时刻的负载转矩 观测值；
[0017] 第五步，读取k时刻的速度调节器输出ιιω (k)，并计算k时刻电流环的电流给定值
实现负载转矩观测值的补偿。
[0018] 本发明的实施例中，当随动系统的电流环时间常数!；= 0.2ms，速度环的采样周期 Tk=lms(0.001s)时，则实现随动系统负载转矩观测和补偿方法的具体步骤为：
[0019] 第一步：读取上一时刻（k-Ι时刻）的电流环的电流给定值r(k-l)，以及当前时刻 (k时刻）和上一时刻（k-Ι时刻）电机的转速ω(k)和ω(k-Ι);
[0022] 第四步：计算负载转矩观测il'ii; (/〇 = 7;⑷-7:(/0 ;
[0023] 第五步，读取k时刻的速度调节器输出ιιω (k)，并计算k时刻电流环的电流给定值
，实现负载转矩观测值的补偿。
【主权项】
1. 一种随动系统的负载转矩观测和补偿方法，其特征在于包括下述步骤： 第一步、读取上一时刻k-Ι的电流环的电流给定值r(k-l)，以及当前时刻k和上一时 亥1J k_l的电机转速ω (k)和ω (k_l); 第二步、计算其中，T1GO和1'1(1^-1)分别为其k 时刻和k-Ι时刻的中间变量，Tk为速度环的采样周期，时间常数为T。，力矩系数为Kt; 第三步、计算k时刻的中间变量其中，J为折算到电机 轴上的总转动惯量，F为粘滞摩擦系数； 第四步、计算k时刻的负载转矩观测值第五步、读取k时刻的速度调节器输出ιιω (k)，并计算k时刻电流环的电流给定值实现负载转矩观测值的补偿。
【专利摘要】本发明提供了一种随动系统的负载转矩观测和补偿方法，首先读取上一时刻电流环的电流给定值，以及当前时刻和上一时刻的电机转速；然后计算当前时刻的负载转矩观测值；得到速度调节器输出和电流环的电流给定值，实现负载转矩观测值的补偿。本发明能有效提高随动系统对扰动的抑制能力，简化了速度调节器的设计难度，并能提高随动系统的精度。
【IPC分类】H02P29/40
【公开号】CN105356823
【申请号】CN201510725173
【发明人】李长红, 韩耀鹏, 边党伟, 杨波
【申请人】中国兵器工业集团第二O二研究所
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月30日