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 电流环和速度环如何匹配

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作者 主题
ascs-3
新手

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楼主    2008-01-24 13:34:39
主题：电流环和速度环如何匹配
在直流调速中，电流环和速度环如何调整，如何评价电流环调试的合适，有时在调速过程中，电流在一个小的范围震荡，电机在低速时有一定振颤，如何解决
俱怀逸兴壮思飞
至圣

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楼    2008-01-24 20:01:37
精华帖  主题：回复:电流环和速度环如何匹配
先将电流内环调稳，再调速度外环。
“电流在一个小的范围震荡，电机在低速时有一定振颤”——这个震荡误差带是多大？小范围的震荡是允许的。
有几句口诀可以供你调试参考：
PID常用口诀: 参数整定找最佳，从小到大顺序查，先是比例后积分，
最后再把微分加，曲线振荡很频繁，比例度盘要放大，曲线漂浮绕大湾，
比例度盘往小扳，曲线偏离回复慢，积分时间往下降，曲线波动周期长，
积分时间再加长，曲线振荡频率快，先把微分降下来，动差大来波动慢，
微分时间应加长，理想曲线两个波，前高后低4比1。
俱怀逸兴壮思飞
至圣

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楼    2008-01-25 20:00:08
精华帖  主题：回复:电流环和速度环如何匹配
quote:以下是引用kdrjl在2008-01-24 23:06:50的发言：
哈哈，状老弟从那弄到的口诀？说得容易做着难，你试过吗？按照口诀的方法，你调出来过一系统吗？他的动静态品质如何？说说看。


这是在期刊网上的一篇论文里提到的方法。
个人觉得这个办法对于没有任何调试经验的新人来说，应该有很大的指导意义。它告诉了一个从未有过任何调试经验的人——他第一步该干什么，他首先应该从哪一个参数入手开始进行调试。
我个人对这个调试方法进行理解、分析后觉得，作者说得还是相当有道理的，他是从自动控制理论的角度，提出了这一套方法。他做得最最好的一点就是，并没有一味地去讲一些枯燥乏味的理论知识（而这也正是初学者最最惧怕的），而是利用最直观的曲线来告诉人们该怎么做，使得调试过程变得很形象化，容易理解。
而我是怎么做的呢？——
1、一般情况下，我会事先画出整个传动系统的结构框图（这是比较复杂的一步）；
2、根据结构框图，求出系统的闭环传递函数（其中，内、外环的PID控制器参数用未知量代替）；
3、针对这个传动系统，我们可以预先期望其闭环幅频特性是怎样的、稳定性又如何，这样就可以得出一系列的不等式方程；
4、求解上述不等式方程，可以得到PID控制器参数的取值空间。即在这个数值范围内的PID参数，才有可能使传动系统的动、静态性能满足我们的预估期望；
5、在实际调试时，我们需要用到“试凑法”——说白了，就是根据先前求出的取值范围，“试”出最佳控制器参数。

那怎么“试”呢？这就可以参考刚才说过的口诀了：根据负载曲线的变化情况，我们可以知道参数的调整趋势（即到底该朝哪个方向调，调大还是调小）。个人觉得，这个口诀还是很实用的，尤其是口诀的第一条，真是经典阿！
可能对一些调试经验丰富的工程师来说，都有自已专门的一套习惯调试方法。不过，大致上应该是不会与这个口诀相违背的，可能会更加简化。斑斑应该也有自己的一套，可不要藏私噢.....呵呵
小皮
侠圣

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楼    2008-01-29 14:23:42
精华帖  主题：回复:电流环和速度环如何匹配
呵呵，装置做励磁我也是用优化的，最少可以测出电阻来，只要多做几次电抗值也可以测出来。不过后面还是要调一下参数，要不比例太大了，稳态时电流毛刺大。
斑竹，西门子优化程序作出来的调节器，响应时间，超调有多大？我对电流环优化还是信任的，可是速度环优化出来的参数就不好说了总得调，我每次就摆一个值不做优化。为什么优化出来总有一个p228的滤波时间呢？空载优化后带了负载速度环参数变化吗？
俱怀逸兴壮思飞
至圣

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楼    2008-01-29 20:50:22
精华帖  主题：回复:电流环和速度环如何匹配
没有这样说的。所谓响应时间（过渡时间）、超调等，这都是系统动态性能的敏感技术指标，同一款设备对于不同的应用场合，甚至是同一款中的不同几台设备在同样应用场合，它们的响应时间、超调都可能是不同的！
对于鲁棒性再强的装置，响应时间、超调都不会是一成不变的，它们是对于装置本身及使用场合都及其敏感的变量。所以，我们可以看看传动设备的所有样本，没有哪个会把这些指标列出来，顶多列列闭环控制精度就差不多了。
至于优化么，我是这样认为的——它的电流环优化是基于电机做的，与电机本身的参数（电机模型）密切相关；转速环则是基于负载来做的，负载情况对其有很大影响。
简单的说，若是更换了电机，则电流环、转速环优化都得重新做一遍；若是只换了负载，电机没换，则只需做转速环优化。
小皮
侠圣

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楼    2008-01-30 03:50:08
精华帖  主题：回复:电流环和速度环如何匹配
速度环性能的测试，空载情况下一般就是给一个速度阶跃看响应时间，和超调的。怎么看负载情况下的动态响应呢？西门子的优化也是速度阶跃测出的,我想问的是西门子的评价优化的指标.
西门子速度优化出来的参数只有p225,p226,p228吧，而且每次p228与p200都相同，那我为什么还要用优化呢？
俱怀逸兴壮思飞
至圣

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楼    2008-02-02 16:33:25
精华帖  主题：回复:电流环和速度环如何匹配
1、p228的作用是增加了一个一阶滤波环节。在频域的传递函数上则表现为：系统增加了一个惯性环节；
2、而p226加倍，即放大了积分时间常数。在S频域的坐标系下，我们若作出其传递函数的闭环极点图，就会发现：闭环极点的位置更靠近了坐标原点。这样做的效果是——使得系统的稳定性大大增强，但相应的，动态响应速度也就减慢了；
3、“不过我想西门子的方式对速度反馈环节的扰动相应肯定更快，但也造成了系统容易不稳定”——个人觉得，还不能下这样的定论。原因很简单，没有严密的数据做支撑，不管说什么，那都只能是臆断。
adamsecond
侠士

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楼    2008-02-07 12:06:16
精华帖  主题：回复:电流环和速度环如何匹配
quote:以下是引用kdrjl在2008-01-27 18:07:11的发言：
我再给你补充一下，《交直流闭环调速系统》、《变流技术》。精读4部“剑法”，你就能“打遍天下无敌手”了吗？未必，还要融会贯通、理论联系实际。才可立于不败之地。
另外，对楼上状老弟不能自动识别的应用，有些不解，是电机负载轴不能解耦？那也无妨电机的静态自动计算呀？动态计算电机轴与负载最好解耦才是。唉

是吖，就算你把书读烂了又怎么样，到了实际中可能电机线都接不上，理论联系实际，实际来源于理论，理论是基础，但是必须通过实际加以验证，否则就是空谈。
实践出真知~~~~~~~~~~
俱怀逸兴壮思飞
至圣

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楼    2008-06-14 12:14:37
精华帖  主题：回复:电流环和速度环如何匹配
这种现象我在最近的一次现场调试中遇到过。具体情况是这样的：
电机带HORIBA牌水力测功机负载，采用光码盘反馈转速信号。低速时负载小，随着转速升高，负载加大。
电机为国产，最高转速450转时，输出满功率2800多KW。电机与水力测功机之间通过一1：5.05的升速齿轮箱连接。该水力测功机为转矩闭环控制方式。
调试初期很顺利，低速，小负载时转速很平稳，几乎无变化，电流也很平滑；当转速上升到超过380转，负载加载到满功率的70%以上时，转速出现波动，时而平稳，时而振荡，振荡幅值为6，7转左右。随着转速的进一步上升，负载的进一步加大，振荡幅值也会增大。
通过对调试波形的分析，我们认为：
水力测功机负载性能不稳，未完全调好，本身具有较大扰动。当低速轻负载时，此扰动相应的不太大，所占份量不重，故可以被我的调节系统所克服，我可以调节控制器来平衡这种扰动。可是当高转速大负载时，扰动所占的权重增大，它对整个传动系统的影响作用也加大到相当程度。通过计算，试验，我发现：仅靠我的调速器设计，我无法取得满足此负载特性的鲁棒性控制系统。
于是，通过与负载厂家的沟通，交流，我们将水力测功机的闭环调节时间尽量放长，相当于负载近似处理为开环系统。如此这样，发现整个系统试验下来，速度非常平稳，稳态误差为0.2%～０.４％左右，调速效果比较理想。
说了这么一大段，再回到楼上的问题：
我觉得你测速机出问题的可能性不大，若反馈回路有问题的话，你在低转速时也是不会稳定的，建议你还是重新优化你的调节器参数。如果确认是由负载扰动太大造成，就试试看能否克服此扰动；如不管怎样设计参数，校正你的闭环系统，均无法对该负载兼容，就得想法改善负载了。
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