回复:应用探讨——驱动产品速度环优化以及动态响应性能方面的探讨

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发布于 2012-06-11 20:34:57

18楼

白天,特意翻了一下教科书,再来讨论本楼话题。

首先,教科书针对闭环控制系统的评价,可不是楼主的题目定义的。闭环系统的动静态性能,是针对传动系统整体的评价。也就是说,不仅仅是速度环的优化,它包括电流环的优化。如果是三环系统,还要包括第三环的优化。也就是说,系统的动静态性能评价,是针对整个系统的评价。比如,Ⅰ阶系统;Ⅱ阶系统等等,或者说对于闭环系统的性能评价包括了从内环到外环的整体优化结果的评价。

第二,系统的静态指标就一个,静差(稳态调节精度)。

第三,系统的动态指标,包括两个方面,第一方面是系统的跟随性能指标;第二方面是系统的扰动性能指标。

跟随性能包括:
1.启动上升时间;
2.超调量;
3.调节时间。

扰动性能包括:
1.动态速降;
2.恢复时间。

哈哈,看看这些,哪个能做出硬性规定和标准呢?一个也不能,都是根据具体的系统,做具体的评价。标准就是能否满足现场的使用需求。而且,作为动态指标,他们都是互相关联的,就是按下葫芦起了瓢那种的。现场调试都是需要兼顾各方的。本着够用即好原则,互相迁就。所谓“摆平”,在这里也适用。就像处理人际关系一样。“圆滑世故”、“中庸”反倒好。适应的面广。

1.。启动上升时间,这个指标评价的是系统在饱和非线性状态的加速性能。这个指标其实包含着电流调节器的作用。这个指标我要强调一下的是,他与一个具体的系统转动惯量有关。我们知道在闭环传递函数里,负载作为被控对象,他的时间常数主要由他的机械转动惯量决定。因此“启动上升时间”这个指标在我们调试时一定要重点关注。有些同行,无视系统的惯性指标,一味的想按照自己的意愿加速启动,结果是要么不可能,要么憋快熔或跳开关,弄不好还可能炸装置呢。这不是危言耸听;
2.超调量,这个指标,评价的是系统阻尼特性。是欠阻尼?还是过阻尼?
3.调节时间,这个指标评价系统的反应速度,快速性问题。
4.动态速降和恢复时间,这两个指标评价的是系统的调节硬度。针对突加负载的波动状态。

对于稳态指标,调节器的静差(稳态调节精度),这个基本没什么异议,现在用的调节器都是PI调节器,稳态运行时没有静差。控制精度相当的高。

看看上面这些,我们从电流环到速度环,从静态模型的计算到动态的上电测试和惯性补偿、加速度预控,这些工作那个不都得做认真的测试嘛。只有都做了,那些动静态的指标才能被我们按照使用的要求设置好。西门子的自动优化算法,就是采用的“最佳系统”平均计算的方法,获得上面那几个动静态的指标的。

我们如果觉得现场不够满意,完全可以对其作出相应的调整,使其打破“平均”而突出某一个方面。比如,我所处的行业,一般都是希望系统求稳,不要超调。所以牺牲的是调节时间。为了稳,从一个状态到另一个状态,过渡过程比较平滑,拉长了稳定时间。

再比如,在直流传动栏目,n年以前,曾经掀起过一次如何设置调节特性的热议。有人说,调节器的放大倍数可以是30倍至50倍。我不信。那稳得住吗?我们都知道,闭环调节器的P值过大,系统会震荡发散的。这不是一个好的设置。可是,有高手就提出,完全可行。而且有应用。他就指出,调节系统的动态还有一个指标,叫“动态速降”和“恢复时间”,所以把放大器的P设置很大,就是为了获得必须的“硬度”,保证在突加负载时,系统的动态速降符合要求,俗称“不丢转”。

ok,所以说这些,就是想说明,任何一个好的调节系统指标,都脱离不了现场需求。调试这些系统,就要有针对性的做那几个方面的工作。让系统的动静态指标符合特定现场需求。而我们,只要掌握了西门子给出的、一般的调节器和控制模型的动静态优化方法,再加上“闭环自动控制原理”作指导。以不变应万变即可。
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