一種電機(jī)的pid智能調(diào)速方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)的控制方法，特別是一種電機(jī)的PID智能調(diào)速方法。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在各種工業(yè)領(lǐng)域中，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)技術(shù)日益成熟，使得電動(dòng)機(jī)更好地服務(wù)于各應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)揮著舉足輕重的作用。
[0003]目前，電動(dòng)機(jī)的控制方式已經(jīng)從最初的開關(guān)控制發(fā)展到了自動(dòng)控制，在自動(dòng)控制領(lǐng)域中，最常見的就是開環(huán)控制，特別是變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，變頻器根據(jù)外部輸入的控制指令調(diào)整輸出勵(lì)磁電流，從而控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，然而，此種開環(huán)控制方式需要依賴外部及時(shí)輸入的指令，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，往往造成電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與所述外部指令所欲達(dá)到的目標(biāo)運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生偏差，使得電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效果下降。在電動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域，為了解決開環(huán)控制方式的弊端，常采用閉環(huán)控制方式，而此種控制方式控制過(guò)程復(fù)雜，限制了其在電動(dòng)機(jī)工控領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開了一種電機(jī)的PID智能調(diào)速方法，先分析電動(dòng)機(jī)的實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的偏差，根據(jù)偏差大小對(duì)應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行精確調(diào)整和模糊調(diào)整，從而對(duì)轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行糾正，有效解決了電動(dòng)機(jī)開環(huán)控制方式的弊端，同時(shí)本發(fā)明的控制方式簡(jiǎn)單實(shí)用。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的目的，提供了一種電機(jī)的PID智能調(diào)速方法，包括:
[0006]步驟I)設(shè)置電機(jī)的預(yù)定運(yùn)行曲線，根據(jù)所述預(yù)定運(yùn)行曲線轉(zhuǎn)換產(chǎn)生控制信號(hào)；步驟2)電機(jī)根據(jù)所述控制信號(hào)啟動(dòng)運(yùn)行；步驟3)對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并得到實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速；步驟4)比較預(yù)定運(yùn)行曲線所確定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速的差異，得到轉(zhuǎn)速差異值；步驟5)判斷轉(zhuǎn)速差異值是否在正常偏差范圍內(nèi)，如果處于正常偏差范圍內(nèi)，則不作調(diào)整，回到步驟3)，直到電機(jī)運(yùn)行結(jié)束；如果超出了正常偏差范圍，則根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差異值進(jìn)行PID算法處理，產(chǎn)生糾正控制信號(hào)，電機(jī)根據(jù)所述糾正控制信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整，回到步驟3)，直到所述轉(zhuǎn)速差異值處于正常偏差范圍內(nèi)，調(diào)整結(jié)束。
[0007]優(yōu)選的，所述算法處理的方法為:步驟a)將步驟I)中的控制信號(hào)進(jìn)行量化處理，得到數(shù)字量化值；步驟b)如果所述轉(zhuǎn)速差異值處于微調(diào)區(qū)間內(nèi)，對(duì)所述數(shù)字量化值進(jìn)行精確調(diào)整；如果所述轉(zhuǎn)速差異值超出微調(diào)區(qū)間，對(duì)所述數(shù)字量化值進(jìn)行模糊調(diào)整。
[0008]優(yōu)選的，設(shè)定所述正常偏差范圍為(-5% a?+5% a)，a為所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速，表示實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速滯后目標(biāo)轉(zhuǎn)速，“ + ”表示實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速超出目標(biāo)轉(zhuǎn)速，設(shè)定所述微調(diào)區(qū)間為[-10%a ?-5% a]和[+5% a ?+10% a]。
[0009]優(yōu)選的，所述精確調(diào)整的方式為:根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差異值的大小，產(chǎn)生一個(gè)步進(jìn)量，步進(jìn)式地增加或減小所述數(shù)字量化值；所述模糊調(diào)整的方式為:根據(jù)所述差異值的大小，產(chǎn)生一個(gè)比例量，比例式地增加或減小所述數(shù)字量化值。
[0010]優(yōu)選的，通過(guò)人機(jī)交互界面設(shè)置所述預(yù)定運(yùn)行曲線。
[0011]優(yōu)選的，設(shè)置有控制模塊，其接收所述預(yù)定運(yùn)行曲線，并轉(zhuǎn)換產(chǎn)生所述控制信號(hào)。
[0012]優(yōu)選的，設(shè)置有變頻器，其接收所述控制信號(hào)來(lái)控制輸出的勵(lì)磁電流，電機(jī)根據(jù)所述勵(lì)磁電流來(lái)運(yùn)行。
[0013]優(yōu)選的，通過(guò)編碼器對(duì)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)信號(hào)反饋到所述控制模塊中，并將電機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行曲線顯示在所述人機(jī)交互界面上。
[0014]優(yōu)選的，所述控制模塊根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)判斷轉(zhuǎn)速差異值所處范圍，并進(jìn)行所述算法處理，產(chǎn)生糾正控制信號(hào)并傳送至所述變頻器。
[0015]本發(fā)明至少包括以下有益效果:提供的一種電機(jī)的PID智能調(diào)速方法，
[0016]1、對(duì)轉(zhuǎn)速差異值進(jìn)行兩次判斷，并進(jìn)行相應(yīng)的粗略調(diào)整和精確調(diào)整，調(diào)整速度更快更精確；
[0017]2、有效避免調(diào)整幅度過(guò)大，導(dǎo)致調(diào)整過(guò)程的反復(fù)震蕩；
[0018]3、粗略調(diào)整和精確調(diào)整相互配合，避免頻繁操作和避免較大幅度調(diào)節(jié)；
[0019]4、對(duì)控制量進(jìn)行數(shù)字量化，從而對(duì)數(shù)字量化值進(jìn)行調(diào)整，有效避免了環(huán)境噪聲影響；
[0020]5、此種調(diào)速方法抗干擾能力強(qiáng)，從而保證了調(diào)整過(guò)程總體的快速、高穩(wěn)定性；
[0021]6、調(diào)整過(guò)程的算法處理簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本低。
[0022]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研宄和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的調(diào)速方法流程示意圖；
[0024]圖2是所述算法處理的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0026]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0027]如圖1所示的是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)形式，其中包括:
[0028]步驟I)設(shè)置電機(jī)的預(yù)定運(yùn)行曲線，可以根據(jù)需要現(xiàn)場(chǎng)確定不同的運(yùn)行曲線，也可以選取系統(tǒng)自帶的電動(dòng)機(jī)常規(guī)運(yùn)行曲線，根據(jù)所述預(yù)定運(yùn)行曲線轉(zhuǎn)換產(chǎn)生控制信號(hào)；步驟2)啟動(dòng)控制程序，電機(jī)根據(jù)所述控制信號(hào)啟動(dòng)運(yùn)行；步驟3)對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并得到實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速與運(yùn)行時(shí)間的關(guān)系曲線；步驟4)根據(jù)預(yù)定運(yùn)行曲線可以得知實(shí)時(shí)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，比較目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速的差異，得到轉(zhuǎn)速差異值；步驟5)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的精度的要求，設(shè)定電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的正常偏差范圍，判斷轉(zhuǎn)速差異值是否在正常偏差范圍內(nèi)，如果處于正常偏差范圍內(nèi)，則不作調(diào)整，回到步驟3)，直到電機(jī)運(yùn)行結(jié)束；如果超出了正常偏差范圍，則根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差異值的大小進(jìn)行PID算法處理，產(chǎn)生糾正控制信號(hào)并反饋到電機(jī)上，電機(jī)根據(jù)所述糾正控制信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整，回到步驟3)，直到所述轉(zhuǎn)速差異值處于正常偏差范圍內(nèi)，調(diào)整結(jié)束。此種調(diào)速方法抗干擾能力強(qiáng)，從而保證了調(diào)整過(guò)程總體的快速、尚穩(wěn)定性；
[0029]如圖2所示，上述技術(shù)方案中，所述算法處理的方法為:步驟a)將步驟I)中的控制信號(hào)進(jìn)行量化處理，得到數(shù)字量化值；對(duì)控制量進(jìn)行數(shù)字量化，從而對(duì)數(shù)字量化值進(jìn)行調(diào)整，有效避免了環(huán)境的干擾影響；步驟b)轉(zhuǎn)速超出了正常偏差范圍，將超出的范圍又劃分為兩個(gè)區(qū)域:微調(diào)區(qū)間和超出微調(diào)區(qū)間，如果所述轉(zhuǎn)速差異值處于微調(diào)區(qū)間內(nèi)，則對(duì)所述數(shù)字量化值進(jìn)行精確調(diào)整，使得轉(zhuǎn)速偏差回歸到正常偏差范圍內(nèi)；如果所述轉(zhuǎn)速差異值超出微調(diào)區(qū)間，對(duì)所述數(shù)字量化值進(jìn)行模糊調(diào)整，使得轉(zhuǎn)速偏差回歸到微調(diào)區(qū)間內(nèi)，進(jìn)而再做精確調(diào)整，使得轉(zhuǎn)速偏差最終處于正常轉(zhuǎn)速偏差范圍內(nèi)，調(diào)整完畢。對(duì)轉(zhuǎn)速差異值進(jìn)行兩次判斷，并進(jìn)行相應(yīng)的粗略調(diào)整和精確調(diào)整，調(diào)整速度更快更精確；同時(shí)有效避免調(diào)整幅度過(guò)大，導(dǎo)致調(diào)整過(guò)程的反復(fù)震蕩；粗略調(diào)整和精確調(diào)整相互配合，避免頻繁操作和避免較大幅度調(diào)節(jié)；
[0030]在另一種實(shí)例