專利名稱：直流電機速度控制對象參數(shù)識別系統(tǒng)及識別方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種直流電機速度系統(tǒng)和控制方法，特別涉及一種直流電機 速度控制對象參數(shù)識別系統(tǒng)及識別方法。
背景技術：
直流電機速度控制必須采用閉環(huán)控制才能獲得優(yōu)良的速度控制性能。只有 對被控對象進行定性認識才能決定設計什么樣的控制器，只有對被控對象參數(shù) 進行定量識別才能對控制器參數(shù)準確調整。目前，公知的現(xiàn)有技術中的控制器，
如應用廣泛的PID (比例積分微分)控制器，并不是首先確定被控對象參數(shù)， 而是直接采用試湊法或經(jīng)驗法調整控制器比例控制參數(shù)、積分控制參數(shù)和微分 控制參數(shù)。因此，控制器參數(shù)的調整比較盲目，直流電機速度控制系統(tǒng)的調試 費時費力，速度控制性能難以滿足要求，有些甚至根本無法對速度進行控制。 因此，直流電機速度控制時，如何識別被控對象參數(shù)，則是現(xiàn)有技術有待解決 的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術存在的缺陷提出一種直流電機 速度控制對象參數(shù)識別系統(tǒng)及識別方法。
本發(fā)明直流電機速度控制對象參數(shù)識別系統(tǒng)，包括階躍信號發(fā)生器，功率 驅動單元，直流電機及負載，速度檢測傳感器和記錄儀器，其中階躍信號發(fā)生 器的輸出端分別與功率驅動單元的輸入端、記錄儀器的一個輸入端連接，功率 驅動單元的輸出端接直流電機及負載的輸入端，直流電機及負載的輸出端接速 度檢測傳感器的輸入端，速度檢測傳感器的輸出端接記錄儀器的另一個輸入 端。
所述的直流電機速度控制對象參數(shù)識別系統(tǒng)的識別方法，包括下列步驟
(1) 采用階躍信號發(fā)生器輸出階躍信號；
(2) 采用功率驅動單元接收所述階躍信號輸出驅動電流；
(3) 采用直流電機及負載接收所述驅動電流驅動負載運行；
(4) 采用速度檢測傳感器測量直流電機及負載得到速度信號；
(5) 采用記錄儀器接收所述階躍信號和速度信號，并建立速度與時間的 坐標系和階躍信號與時間的坐標系；
(6) 將階躍輸入信號幅值M除以與速度信號穩(wěn)態(tài)幅值C，得到被控對 象等效阻尼參數(shù)K;
(7) 測量在速度輸出信號穩(wěn)態(tài)幅值的0. 632倍處的時間軸上坐標值T;
(8) 將時間值T和等效阻尼參數(shù)K相乘，得到被控對象等效慣量參數(shù)A。 本發(fā)明在直流電機速度控制設計和調試時不僅可以節(jié)省精力和時間，而
且可獲得良好的靜態(tài)性能和動態(tài)性能。


圖1:本發(fā)明控制系統(tǒng)框圖； 圖2:本發(fā)明輸出階躍信號圖； 圖3:本發(fā)明輸出速度信號圖。
具體實施例方式
如圖1所示。本發(fā)明直流電機速度控制對象參數(shù)識別系統(tǒng)，包括階躍信號 發(fā)生器101，功率驅動單元102，直流電機及負載103，速度檢測傳感器104 和記錄儀器105，其中階躍信號發(fā)生器101的輸出端分別與功率驅動單元102 的輸入端、記錄儀器105的一個輸入端連接，功率驅動單元102的輸出端接直 流電機及負載103的輸入端，直流電機及負載103的輸出端接速度檢測傳感器 104的輸入端，速度檢測傳感器104的輸出端接記錄儀器105的另一個輸入端。
結合圖1、圖2和圖3敘述本發(fā)明的直流電機速度控制對象參數(shù)識別系統(tǒng) 的識別方法，包括下列步驟
(1) 采用階躍信號發(fā)生器101輸出階躍信號；
(2) 采用功率驅動單元102接收所述階躍信號輸出驅動電流；
(3) 采用直流電機及負載103接收所述驅動電流驅動負載運行；
(4) 采用速度檢測傳感器104測量直流電機及負載103得到速度信號；
(5) 采用記錄儀器105接收所述階躍信號和速度信號，并建立速度V 與時間t的坐標系和階躍信號F與時間t的坐標系；
(6) 將階躍輸入信號幅值M除以與速度信號穩(wěn)態(tài)幅值C，得到被控對 象等效阻尼參數(shù)K;
(7) 測量在速度輸出信號穩(wěn)態(tài)幅值的0. 632倍處的時間軸上坐標值T;
(8) 將時間值T和等效阻尼參數(shù)K相乘，得到被控對象等效慣量參數(shù)A。 得到上述直流電機速度控制時被控對象的等效慣量參數(shù)I和等效阻尼參數(shù)
D之后，直流電機速度控制器就可以根據(jù)這兩個被控對象參數(shù)進行設計和調 整。
權利要求
1. 一種直流電機速度控制對象參數(shù)識別系統(tǒng)，其特征在于該識別系統(tǒng)包括階躍信號發(fā)生器(101)，功率驅動單元(102)，直流電機及負載(103)，速度檢測傳感器(104)和記錄儀器(105)，其中階躍信號發(fā)生器(101)的輸出端分別與功率驅動單元(102)的輸入端、記錄儀器(105)的一個輸入端連接，功率驅動單元(102)的輸出端接直流電機及負載(103)的輸入端，直流電機及負載(103)的輸出端接速度檢測傳感器(104)的輸入端，速度檢測傳感器(104)的輸出端接記錄儀器(105)的另一個輸入端。
2. —種基于權利要求1所述的直流電機速度控制對象參數(shù)識別系統(tǒng)的識 別方法，其特征在于包括下列步驟-(1) 采用階躍信號發(fā)生器(101)輸出階躍信號；(2) 采用功率驅動單元(102)接收所述階躍信號輸出驅動電流；(3) 采用直流電機及負載(103)接收所述驅動電流驅動負載運行；(4) 采用速度檢測傳感器(104)測量直流電機及負載(103)得到速度信號；(5) 采用記錄儀器(105)接收所述階躍信號和速度信號，并建立速度 與時間的坐標系和階躍信號與時間的坐標系；(6) 將階躍輸入信號幅值M除以與速度信號穩(wěn)態(tài)幅值C，得到被控對 象等效阻尼參數(shù)K;(7) 測量在速度輸出信號穩(wěn)態(tài)幅值的0. 632倍處的時間軸上坐標值T;(8) 將時間值T和等效阻尼參數(shù)K相乘，得到被控對象等效慣量參數(shù)A。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種直流電機速度控制對象參數(shù)識別系統(tǒng)及識別方法，屬直流電機控制領域。本發(fā)明所述識別系統(tǒng)包括階躍信號發(fā)生器，功率驅動單元，直流電機及負載，速度檢測傳感器和記錄儀器。本發(fā)明所述識別方法采用功率驅動單元接收階躍信號發(fā)生器輸出的階躍信號輸出驅動電流驅動電機帶動負載運行，速度傳感器檢測速度信號并建立與時間的坐標，將階躍輸入信號幅值除以與速度信號穩(wěn)態(tài)幅值，得到被控對象等效阻尼參數(shù)；測量在速度輸出信號穩(wěn)態(tài)幅值的0.632倍處的時間軸上坐標值；將時間值和等效阻尼參數(shù)相乘，得到被控對象等效慣量參數(shù)。本發(fā)明具有良好的靜態(tài)性能和動態(tài)性能。
文檔編號H02P7/00GK101394146SQ20081019526
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權日2008年10月31日
發(fā)明者曾文火, 福 邵 申請人:江蘇科技大學