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微型直流電機(jī)用PID調(diào)速,如何得出輸入電流對應(yīng)值?

文章出處:新聞中心 責(zé)任編輯:廣東天孚電機(jī)科技有限公司 發(fā)表時(shí)間:2020-08-18
  

  ??在微型電機(jī)應(yīng)用中,由于各種應(yīng)用產(chǎn)品的不同會用到不同的調(diào)速方式,在調(diào)速中可能會遇到各種不同的問題,下面天孚電機(jī)對最近客戶對微電機(jī)PID調(diào)速遇到的雙環(huán)控制問題來講一講。


智能小車減速電機(jī)?


  客戶是做智能小車的采用的是tfn30微型直流電機(jī)(帶齒輪減速器),用PID調(diào)速,需要控制智能小車的速度,微電機(jī)控制器帶有電流環(huán),輸入是電流值,相外加速度環(huán)有編碼器反饋,需要50rpm的轉(zhuǎn)速,輸入電流對應(yīng)值如何得出?


  對于此問題,小編請教了天孚微電機(jī)工程師,天孚微電機(jī)工程師說:“客戶采用的控制系統(tǒng)應(yīng)該是轉(zhuǎn)速外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的微電機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng),轉(zhuǎn)速外環(huán)的PI調(diào)節(jié)器輸出量是電樞電流的給定量,這個(gè)電樞電流量會通過電流內(nèi)環(huán)的PI調(diào)節(jié)器跟蹤電流的給定量。

?

  一般微電機(jī)電樞電流的給定量是速度外環(huán)PI調(diào)節(jié)器的限幅值,這個(gè)量取決于微電機(jī)從0到給定轉(zhuǎn)速加速時(shí)微電機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩,所以把速度環(huán)PI調(diào)節(jié)器限幅值設(shè)定大一點(diǎn),那么電樞電流的給定值就大,微電機(jī)加速時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩就大,加速度也大,當(dāng)微電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值后,電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩還是比較小的,在忽略地面摩擦力的情況下,微電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與附加轉(zhuǎn)矩幾乎處于平衡,這個(gè)值是非常小的。”


  “具體的設(shè)計(jì)方法可以參考《電力拖動自動控制系統(tǒng)》的PI調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)方法即可!”天孚微電機(jī)工程師這樣說。



  微電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)圖


 微電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)圖 


  把轉(zhuǎn)速調(diào)機(jī)器的輸出當(dāng)做電流調(diào)機(jī)器的輸入,再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。目前已有TF電機(jī)M,編碼器、微電機(jī)控制器,需要一個(gè)處理器來處理這個(gè)由編碼器獲得的高速脈沖信號。可用單片機(jī)把高速脈沖轉(zhuǎn)換成速度,當(dāng)然處理器的輸出是個(gè)電壓信號,這個(gè)電壓信號再給到你的電流控制器。給到電流控制器的轉(zhuǎn)速信號經(jīng)過處理以后,要產(chǎn)生脈沖去控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,原理就是這樣。



  從微電機(jī)上的角度來講:


  轉(zhuǎn)矩≥加速度≥速度


  解耦狀態(tài)下,轉(zhuǎn)矩與電流轉(zhuǎn)矩分量成比例,則控制過程為


  速度差加速度轉(zhuǎn)矩電流,假設(shè):


  比例增益=轉(zhuǎn)動慣量÷(采樣時(shí)間×轉(zhuǎn)矩系數(shù))


  那么,輸出=速度誤差×轉(zhuǎn)動慣量÷(采樣時(shí)間×轉(zhuǎn)矩系數(shù)) +速度誤差的累計(jì)= (速度誤差÷采樣時(shí)間) ×轉(zhuǎn)動慣量÷轉(zhuǎn)矩系數(shù)+速度誤差的累計(jì)= 加速度×轉(zhuǎn)動慣量÷轉(zhuǎn)矩系數(shù)+速度誤差的累計(jì)= 轉(zhuǎn)矩÷轉(zhuǎn)矩系數(shù)+速度誤差的累計(jì)=輸出模擬量


  ?同時(shí),恒電流情況下,電流=轉(zhuǎn)矩÷轉(zhuǎn)矩系數(shù)。

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