專(zhuān)利名稱(chēng)：直流電機(jī)角位移控制對(duì)象參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電機(jī)角位移系統(tǒng)和控制方法，特別涉及一種直流電 機(jī)角位移控制對(duì)象參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
直流電機(jī)角位移控制必須采用閉環(huán)控制才能獲得優(yōu)良的角位移控制性能。 只有對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行定性認(rèn)識(shí)才能決定設(shè)計(jì)什么樣的控制器，只有對(duì)被控對(duì)象 參數(shù)進(jìn)行定量識(shí)別才能對(duì)控制器參數(shù)準(zhǔn)確調(diào)整。目前，公知的現(xiàn)有技術(shù)中的控
制器，如應(yīng)用廣泛的PID (比例積分微分)控制器，并不是首先確定被控對(duì)象 參數(shù)，而是直接采用試湊法或經(jīng)驗(yàn)法調(diào)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(diào)整比較盲目，直流電機(jī)角位移控制系 統(tǒng)的調(diào)試費(fèi)時(shí)費(fèi)力，角位移控制性能難以滿足要求，有些甚至根本無(wú)法對(duì)角位 移進(jìn)行控制。因此，直流電機(jī)角位移控制時(shí)，如何識(shí)別被控對(duì)象參數(shù)，則是現(xiàn) 有技術(shù)有待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提出一種直流電機(jī) 角位移控制對(duì)象參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法。
本發(fā)明直流電機(jī)角位移控制對(duì)象參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，包括階躍信號(hào)發(fā)生器，功 率驅(qū)動(dòng)單元，直流電機(jī)及負(fù)載，角位移檢測(cè)傳感器和記錄儀器，其中階躍信號(hào) 發(fā)生器的輸出端分別與功率驅(qū)動(dòng)單元的輸入端、記錄儀器的一個(gè)輸入端連接， 功率驅(qū)動(dòng)單元的輸出端接直流電機(jī)及負(fù)載的輸入端，直流電機(jī)及負(fù)載的輸出端
接角位移檢測(cè)傳感器的輸入端，角位移檢測(cè)傳感器的輸出端接記錄儀器的另一 個(gè)輸入端。
所述的直流電機(jī)角位移控制對(duì)象參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別方法，包括下列步
(1) 采用階躍信號(hào)發(fā)生器輸出的階躍信號(hào)；
(2) 采用功率驅(qū)動(dòng)單元接收所述階躍信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)電流；
(3) 采用直流電機(jī)及負(fù)載接收所述驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)負(fù)載運(yùn)行；
(4 )采用角位移檢測(cè)傳感器測(cè)量直流電機(jī)及負(fù)載得到角位移信號(hào)；
(5)采用記錄儀器接收所述階躍信號(hào)和角位移信號(hào)，并建立角位移與時(shí)間的坐標(biāo)系和階躍信號(hào)與時(shí)間的坐標(biāo)系；
(6) 沿著角位移信號(hào)的直線段作一條直線并延長(zhǎng)相交于時(shí)間軸；
(7) 測(cè)量時(shí)間軸得到上述直線與時(shí)間軸相交點(diǎn)坐標(biāo)值T;
(8) 測(cè)量得到上述直線的斜率K;
(9) 將階躍信號(hào)幅值M除以所述直線的斜率K，得到被控對(duì)象等效阻 尼參數(shù)I;
(10) 將上述等效阻尼參數(shù)I與上述直線與時(shí)間軸相交點(diǎn)坐標(biāo)值T相乘， 得到被控對(duì)象等效慣量參數(shù)D。
本發(fā)明在直流電機(jī)角位移控制設(shè)計(jì)和調(diào)試時(shí)不僅可以節(jié)省精力和時(shí)間， 而且可獲得良好的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。


圖l:本發(fā)明控制系統(tǒng)框圖2:本發(fā)明輸出階躍信號(hào)與時(shí)間關(guān)系圖3:本發(fā)明輸出角位移信號(hào)與時(shí)間關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示。 一種本發(fā)明直流電機(jī)角位移控制對(duì)象參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，包括階 躍信號(hào)發(fā)生器101，功率驅(qū)動(dòng)單元102，直流電機(jī)及負(fù)載103，角位移檢測(cè)傳感 器104和記錄儀器105，其中階躍信號(hào)發(fā)生器101的輸出端分別與功率驅(qū)動(dòng)單 元102的輸入端、記錄儀器105的一個(gè)輸入端連接，功率驅(qū)動(dòng)單元102的輸出 端接直流電機(jī)及負(fù)載103的輸入端，直流電機(jī)及負(fù)載103的輸出端接角位移檢 測(cè)傳感器104的輸入端，角位移檢測(cè)傳感器104的輸出端接記錄儀器105的另 一個(gè)輸入端。
結(jié)合圖1、圖2和圖3敘述本發(fā)明的直流電機(jī)角位移控制對(duì)象參數(shù)識(shí)別系 統(tǒng)的識(shí)別方法，包括下列步驟
(1) 采用階躍信號(hào)發(fā)生器101輸出的階躍信號(hào)；
(2) 采用功率驅(qū)動(dòng)單元102接收所述階躍信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)電流；
(3) 采用直流電機(jī)及負(fù)載103接收所述驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)負(fù)載運(yùn)行；
(4) 采用角位移檢測(cè)傳感器104測(cè)量直流電機(jī)及負(fù)載103得到角位移信
號(hào)；
(5) 采用記錄儀器105接收所述階躍信號(hào)和角位移信號(hào)，并建立角位移 與時(shí)間的坐標(biāo)系和階躍信號(hào)與時(shí)間的坐標(biāo)系；
(6) 沿著角位移信號(hào)的直線段作一條直線并延長(zhǎng)相交于時(shí)間軸；
(7) 測(cè)量時(shí)間軸得到上述直線與時(shí)間軸相交點(diǎn)坐標(biāo)值T;
4(8) 測(cè)量得到上述直線的斜率K;
(9) 將階躍信號(hào)幅值M除以所述直線的斜率K，得到被控對(duì)象等效阻 尼參數(shù)I;
(10) 將上述等效阻尼參數(shù)I與上述直線與時(shí)間軸相交點(diǎn)坐標(biāo)值T相乘，
得到k控對(duì)象等效慣量參數(shù)D。
得到上述直流電機(jī)角位移控制時(shí)被控對(duì)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(jī)角位移控制器就可以根據(jù)這兩個(gè)被控對(duì)象參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和 調(diào)整。
權(quán)利要求
1. 一種直流電機(jī)角位移控制對(duì)象參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于該識(shí)別系統(tǒng)包括階躍信號(hào)發(fā)生器(101)，功率驅(qū)動(dòng)單元(102)，直流電機(jī)及負(fù)載(103)，角位移檢測(cè)傳感器(104)和記錄儀器(105)，其中階躍信號(hào)發(fā)生器(101)的輸出端分別與功率驅(qū)動(dòng)單元(102)的輸入端、記錄儀器(105)的一個(gè)輸入端連接，功率驅(qū)動(dòng)單元(102)的輸出端接直流電機(jī)及負(fù)載(103)的輸入端，直流電機(jī)及負(fù)載(103)的輸出端接角位移檢測(cè)傳感器(104)的輸入端，角位移檢測(cè)傳感器(104)的輸出端接記錄儀器(105)的另一個(gè)輸入端。
2. —種基于權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)角位移控制對(duì)象參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)的 識(shí)別方法，其特征在于包括下列步驟(1) 采用階躍信號(hào)發(fā)生器(101)輸出的階躍信號(hào)；(2) 采用功率驅(qū)動(dòng)單元(102)接收所述階躍信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)電流；(3) 采用直流電機(jī)及負(fù)載(103)接收所述驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)負(fù)載運(yùn)行；(4) 采用角位移檢測(cè)傳感器(104)測(cè)量直流電機(jī)及負(fù)載(103)得到角 位移信號(hào)；(5) 采用記錄儀器(105)接收所述階躍信號(hào)和角位移信號(hào)，并建立角 位移與時(shí)間的坐標(biāo)系和階躍信號(hào)與時(shí)間的坐標(biāo)系；(6) 沿著角位移信號(hào)的直線段作一條直線并延長(zhǎng)相交于時(shí)間軸；(7) 測(cè)量時(shí)間軸得到上述直線與時(shí)間軸相交點(diǎn)坐標(biāo)值T;(8) 測(cè)量得到上述直線的斜率K;(9) 將階躍信號(hào)幅值M除以所述直線的斜率K，得到被控對(duì)象等效阻 尼參數(shù)I;(10) 將上述等效阻尼參數(shù)I與上述直線與時(shí)間軸相交點(diǎn)坐標(biāo)值T相乘， 得到被控對(duì)象等效慣量參數(shù)D。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種直流電機(jī)角位移控制對(duì)象參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法，該識(shí)別系統(tǒng)包括階躍信號(hào)發(fā)生器，功率驅(qū)動(dòng)單元，直流電機(jī)及負(fù)載，角位移檢測(cè)傳感器和記錄儀器。本發(fā)明所述識(shí)別方法采用功率驅(qū)動(dòng)單元接收階躍信號(hào)發(fā)生器輸出的階躍信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)行，角位移傳感器檢測(cè)角位移信號(hào)并建立與時(shí)間的坐標(biāo)，沿角位移信號(hào)的線段作一條直線并延長(zhǎng)相交于時(shí)間軸；測(cè)量時(shí)間軸得到上述直線與時(shí)間軸相交點(diǎn)坐標(biāo)值；測(cè)量得到上述直線的斜率；階躍信號(hào)幅值除以直線的斜率得到等效阻尼參數(shù)；等效阻尼參數(shù)與交點(diǎn)坐標(biāo)值相乘得到被控對(duì)象等效慣量參數(shù)。本發(fā)明具有良好的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。
文檔編號(hào)H02P6/08GK101499760SQ20081019526
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者曾文火, 福 邵 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)