一种伺服电机速度控制器增益参数自整定的方法与流程

技术特征：

1.一种伺服电机速度控制器增益参数自整定的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，给伺服系统规划正弦形式的电流信号，得到伺服系统的转速幅值，根据伺服电机速度方程的频域形式计算负载惯量，根据负载惯量和伺服系统本体惯量得到负载惯量比；

步骤2，对伺服电机执行速度闭环控制，根据伺服系统的速度闭环特性，建立速度控制器比例增益参数和积分增益参数的关系，将比例增益参数从初始值开始，每隔固定增益时间间隔增加一个增益刻度，当比例增益参数增加到使伺服电机的转速超过震荡临界值时，记此时的比例增益参数为临界震荡比例增益；

步骤3，根据步骤2比例增益参数的初始值、固定时间间隔、增益刻度以及比例增益参数和积分增益参数的关系，生成包含增益等级-比例增益参数-积分增益参数的增益等级表；

步骤4，根据负载惯量比和增益等级表计算速度控制器的实际比例增益参数和实际积分增益参数。

2.根据权利要求1所述伺服电机速度控制器增益参数自整定的方法，其特征在于，步骤1所述负载惯量的计算公式为：

$J_L=\frac{K_t\left|I\right|}{2\mathrm{\π}f\left|\mathrm{\ω}\right|}$

其中，J_L为负载惯量，K_t为伺服系统的转矩系数，|I|为电流幅值，f为电流频率，|ω|为伺服系统的转速幅值。

3.根据权利要求1所述伺服电机速度控制器增益参数自整定的方法，其特征在于，步骤1所述负载惯量比的计算公式为：

$R_J=\frac{J_L}{J}$

其中，R_J为负载惯量比，J_L为负载惯量，J为伺服系统本体惯量。

4.根据权利要求1所述伺服电机速度控制器增益参数自整定的方法，其特征在于，步骤2所述比例增益参数和积分增益参数的关系为：

${\stackrel{\‾}{K}}_I=\frac{{\stackrel{\‾}{K}}_P}{4{\mathrm{\ξ}}_b^2{J}_L}$

其中，为积分增益参数，为比例增益参数，ξ_b为伺服系统的最佳阻尼比，J_L为负载惯量。

5.根据权利要求1所述伺服电机速度控制器增益参数自整定的方法，其特征在于，步骤3所述增益等级具体为：将比例增益参数为初始值时的增益等级设为1级，每隔一个固定时间间隔，增益等级增加1级，直至比例增益参数到达临界震荡比例增益，临界震荡比例增益对应的增益等级为最高级max。

6.根据权利要求1所述伺服电机速度控制器增益参数自整定的方法，其特征在于，步骤4所述实际比例增益参数和实际积分增益参数的计算公式分别为：

$K_P={\stackrel{\‾}{K}}_P\·R_J$

$K_I={\stackrel{\‾}{K}}_I\·R_J$

其中，K_P、K_I分别为实际比例增益参数、实际积分增益参数，分别为比例增益参数、积分增益参数，R_J为负载惯量比。