详情

原文传递一种基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法

专利名称：	一种基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法
摘要：	本发明公开了一种基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，所述调试方法包括步骤：S1、测量转速环电机转动惯量J；S2、根据转速环电机转动惯量，计算PI调节环节的比例系数，将摩擦阻力‑转速曲线离散化处理，形成转速‑摩擦阻力的一维表；S3、根据转速环电机输出扭矩的计算公式，和转速‑摩擦阻力的一维表，标定PI调节环节的积分系数。本发明在计算转速环电机的输出扭矩时综合考虑转速环电机的摩擦阻力、实际负载扭矩的估计值及转速环PI调节输出；同时基于转速环电机平均转动惯量的测量结果，通过计算直接得出PI调节环节的比例系数Kp，因此在实际应用过程上仅需标定速度PI调节环节的积分系数Ki，参数标定时间短，实际应用效果较好。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	合肥巨一动力系统有限公司
发明人：	刘蕾;范佳伦;段锐;胡生瑞;程胜民
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910231846.9
公开号：	CN110077241A
代理机构：	苏州创元专利商标事务所有限公司
代理人：	范晴
分类号：	B60L15/20(2006.01);B;B60;B60L;B60L15
申请人地址：	230051 安徽省合肥市包河工业区上海路东大连路北
主权项：	1.一种基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，上位机通过CAN总线与转速环电机控制器连接，传递扭矩和转速指令；转速环电机控制器通过三相线连接至转速环电机，三相线上安装有开关；转速环电机输出轴安装有扭矩传感器和转速传感器，所述调试方法包括步骤： S1、测量转速环电机转动惯量J； S2、根据转速环电机转动惯量，计算PI调节环节的比例系数，将摩擦阻力-转速曲线离散化处理，形成转速-摩擦阻力的一维表Tlookup(ω)； S3、根据转速环电机输出扭矩的计算公式，和转速-摩擦阻力的一维表Tlookup(ω)，标定PI调节环节的积分系数。 2.根据权利要求1所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S1中，测量转速环电机转动惯量的方法为：首先，操作上位机发送扭矩指令T至转速环电机控制器，转速环电机控制器控制转速环电机输出扭矩，使得转速环电机转速增加到ω1；然后断开转速环电机与控制器连接三相线上的开关，使得转速环电机在摩擦阻力的作用下自由停止；记录转速环电机转速由ω1降低至0的整个过程的传感器扭矩值、转速值及时间，绘制为扭矩-转速曲线和转速-时间曲线；其次，在扭矩-转速曲线和转速-时间曲线上选取转速ω2和ω3计算平均转动惯量J，计算过程为： (1)根据扭矩-转速曲线计算得到转速ω2和ω3分别对应的阻力值T2和T3； (2)根据转速-时间曲线计算得到转速ω2和ω3分别对应的加速度值a2和a3； (3)计算转速ω2和ω3下的转动惯量：J2＝-T2/a2，J3＝-T3/a3； (4)计算平均转动惯量J＝(J2+J3)/2。 3.根据权利要求2所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S2中，计算PI调节环节的比例系数的公式为：其中Δt为转速环软件任务周期，k为范围0～1的实数。 4.根据权利要求3所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S2中，摩擦阻力曲线按照转速步长Δω进行离散化处理，形成转速-摩擦阻力的一维查表Tlookup(ω)。 5.根据权利要求4所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S3中，标定PI调节环节的积分系数的方法为：将转速环电机控制器的软件控制模式切换至转速模式，转速环电机输出扭矩的计算公式为：其中，Tlookup为根据转速环电机当前实际转速查询转速-摩擦阻力一维表Tlookup(ω)得出的摩擦阻力；T*为转速环电机实际负载扭矩的估计值，为PI环节调节出的扭矩项；根据转速环的转矩响应时间和转速稳定误差标定积分系数Ki。 6.根据权利要求2所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S1中，上位机发送的扭矩指令T根据电机不同进行标定确定，扭矩范围为2～10Nm，转速ω1、ω2和ω3根据电机不同进行标定确定。 7.根据权利要求2所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S1中，在扭矩-转速曲线和转速-时间曲线上选取n个转速点计算平均转动惯量J，n＞2，共计算得到n个转动惯量，在n个转动惯量累加后取平均得到平均转动惯量J。 8.根据权利要求3所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S2中，Δt＝1ms，k＝0.5。 9.根据权利要求4所述的基于转动惯量的电驱动系统转速环调试方法，其特征在于，所述步骤S2中，Δω＝100rpm。
所属类别：	发明专利