专利名称：直流电机速度控制对象参数识别系统及识别方法
技术领域：
本发明涉及一种直流电机速度系统和控制方法，特别涉及一种直流电机 速度控制对象参数识别系统及识别方法。
背景技术：
直流电机速度控制必须采用闭环控制才能获得优良的速度控制性能。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，直流电机速度控制系统的调试 费时费力，速度控制性能难以满足要求，有些甚至根本无法对速度进行控制。 因此，直流电机速度控制时，如何识别被控对象参数，则是现有技术有待解决 的问题。
发明内容
本发明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 速度控制对象参数识别系统及识别方法。
本发明直流电机速度控制对象参数识别系统，包括阶跃信号发生器，功率 驱动单元，直流电机及负载，速度检测传感器和记录仪器，其中阶跃信号发生 器的输出端分别与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及负载的输入端，直流电机及负载的输出端接速 度检测传感器的输入端，速度检测传感器的输出端接记录仪器的另一个输入 端。
所述的直流电机速度控制对象参数识别系统的识别方法，包括下列步骤
(1) 采用阶跃信号发生器输出阶跃信号；
(2) 采用功率驱动单元接收所述阶跃信号输出驱动电流；
(3) 采用直流电机及负载接收所述驱动电流驱动负载运行；
(4) 采用速度检测传感器测量直流电机及负载得到速度信号；
(5) 采用记录仪器接收所述阶跃信号和速度信号，并建立速度与时间的 坐标系和阶跃信号与时间的坐标系；
(6) 将阶跃输入信号幅值M除以与速度信号稳态幅值C，得到被控对 象等效阻尼参数K;
(7) 测量在速度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和等效阻尼参数K相乘，得到被控对象等效惯量参数A。 本发明在直流电机速度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。
图1:本发明控制系统框图； 图2:本发明输出阶跃信号图； 图3:本发明输出速度信号图。
具体实施例方式
如图1所示。本发明直流电机速度控制对象参数识别系统，包括阶跃信号 发生器101，功率驱动单元102，直流电机及负载103，速度检测传感器104 和记录仪器105，其中阶跃信号发生器101的输出端分别与功率驱动单元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 流电机及负载103的输入端，直流电机及负载103的输出端接速度检测传感器 104的输入端，速度检测传感器104的输出端接记录仪器105的另一个输入端。
结合图1、图2和图3叙述本发明的直流电机速度控制对象参数识别系统 的识别方法，包括下列步骤
(1) 采用阶跃信号发生器101输出阶跃信号；
(2) 采用功率驱动单元102接收所述阶跃信号输出驱动电流；
(3) 采用直流电机及负载103接收所述驱动电流驱动负载运行；
(4) 采用速度检测传感器104测量直流电机及负载103得到速度信号；
(5) 采用记录仪器105接收所述阶跃信号和速度信号，并建立速度V 与时间t的坐标系和阶跃信号F与时间t的坐标系；
(6) 将阶跃输入信号幅值M除以与速度信号稳态幅值C，得到被控对 象等效阻尼参数K;
(7) 测量在速度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和等效阻尼参数K相乘，得到被控对象等效惯量参数A。 得到上述直流电机速度控制时被控对象的等效惯量参数I和等效阻尼参数
D之后，直流电机速度控制器就可以根据这两个被控对象参数进行设计和调 整。
权利要求
1. 一种直流电机速度控制对象参数识别系统，其特征在于该识别系统包括阶跃信号发生器(101)，功率驱动单元(102)，直流电机及负载(103)，速度检测传感器(104)和记录仪器(105)，其中阶跃信号发生器(101)的输出端分别与功率驱动单元(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及负载(103)的输入端，直流电机及负载(103)的输出端接速度检测传感器(104)的输入端，速度检测传感器(104)的输出端接记录仪器(105)的另一个输入端。
2. —种基于权利要求1所述的直流电机速度控制对象参数识别系统的识 别方法，其特征在于包括下列步骤-(1) 采用阶跃信号发生器(101)输出阶跃信号；(2) 采用功率驱动单元(102)接收所述阶跃信号输出驱动电流；(3) 采用直流电机及负载(103)接收所述驱动电流驱动负载运行；(4) 采用速度检测传感器(104)测量直流电机及负载(103)得到速度信号；(5) 采用记录仪器(105)接收所述阶跃信号和速度信号，并建立速度 与时间的坐标系和阶跃信号与时间的坐标系；(6) 将阶跃输入信号幅值M除以与速度信号稳态幅值C，得到被控对 象等效阻尼参数K;(7) 测量在速度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和等效阻尼参数K相乘，得到被控对象等效惯量参数A。
全文摘要
本发明公布了一种直流电机速度控制对象参数识别系统及识别方法，属直流电机控制领域。本发明所述识别系统包括阶跃信号发生器，功率驱动单元，直流电机及负载，速度检测传感器和记录仪器。本发明所述识别方法采用功率驱动单元接收阶跃信号发生器输出的阶跃信号输出驱动电流驱动电机带动负载运行，速度传感器检测速度信号并建立与时间的坐标，将阶跃输入信号幅值除以与速度信号稳态幅值，得到被控对象等效阻尼参数；测量在速度输出信号稳态幅值的0.632倍处的时间轴上坐标值；将时间值和等效阻尼参数相乘，得到被控对象等效惯量参数。本发明具有良好的静态性能和动态性能。
文档编号H02P7/00GK101394146SQ20081019526
公开日2009年3月25日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者曾文火, 福 邵 申请人:江苏科技大学