阅读说明：本技术 一种无刷电机整定pi参数的调试方法 (Debugging method for brushless motor to adjust PI parameter ) 是由 刘运录 唐宝 杜俊 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种无刷电机整定PI参数的调试方法,所述调试方法包括如下步骤：粗调：预先将比例项系数Kp置零,从小往大调节比例项系数Kp；调节完比例项系数Kp再调节积分项系数Ki,其积分项系数Ki依照从小到大的顺序调试；微调：调试时比例项系数Kp与积分项系数Ki尽量靠近,粗调完成后,根据系统对于快速性和误差的要求来对应微调比例项系数Kp与积分项系数Ki。本发明两个参数的整定按照先P后I、从小到大的顺序,能够快速锁定PI调节中比例及积分的参数小范围控制,进而快速调节系统稳定,提升系统调试效率。(The invention discloses a debugging method for setting PI (proportional integral) parameters of a brushless motor, which comprises the following steps: coarse adjustment: setting the coefficient Kp of the proportional term to zero in advance, and adjusting the coefficient Kp of the proportional term from small to large; after the proportional term coefficient Kp is adjusted, the integral term coefficient Ki is adjusted, and the integral term coefficient Ki is adjusted from small to large; fine adjustment: during debugging, the proportional term coefficient Kp and the integral term coefficient Ki are close to each other as much as possible, and after coarse adjustment is completed, the proportional term coefficient Kp and the integral term coefficient Ki are correspondingly and finely adjusted according to the requirements of the system on rapidity and errors. According to the method, the two parameters are set according to the sequence of P first and I second and from small to large, the small-range control of proportional and integral parameters in PI regulation can be quickly locked, the system is quickly regulated to be stable, and the system debugging efficiency is improved.)

一种无刷电机整定PI参数的调试方法

技术领域

本发明涉及无刷电机PI参数调试技术领域，具体为一种无刷电机整定PI参数的调试方法。

背景技术

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品；由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。

在无刷直流电动机使用DSP,CPLD,FBGA等平台进行数字化控制过程中，在软件中需要实现PI控制；在实际工程调试中，PI参数的设定不当，系统稳定性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无刷电机整定PI参数的调试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无刷电机整定PI参数的调试方法，所述调试方法包括如下步骤：

粗调：预先将比例项系数Kp置零，从小往大调节比例项系数Kp；调节完比例项系数Kp再调节积分项系数Ki，其积分项系数Ki依照从小到大的顺序调试；

微调：调试时比例项系数Kp与积分项系数Ki尽量靠近，粗调完成后，根据系统对于快速性和误差的要求来对应微调比例项系数Kp与积分项系数Ki。

优选地，所述在微调过程中，在稳定性的约束下，快速性和误差是一对矛盾的指标，若微调中，调试某一参数导致系统发散仍未达到预期指标，则可能需要减小另外一个参数值。

优选地，所述积分项系数Ki在调试时，针对无刷电机的控制结构，解算出积分项系数Ki作为初始调试值，其解算方式为：

其中，f_c是控制频率，f_开关是驱动开关频率，f_主频是逻辑芯片的主频信号。

优选地，所述比例项系数Kp的大小调节，能采用比例项系数Kp的最大值不超过最大正常输出无数点击占空比Ton除以最大转速n的设定。

优选地，所述比例项系数Kp的最小值从比例项系数Kp最大值的十分之一开始调起。

优选地，所述比例项系数Kp在调节时，将无刷电机出现震荡发散的数值乘以0.6-0.7作为初步的比例项系数Kp。

本发明的有益效果是：

本发明两个参数的整定按照先P后I、从小到大的顺序，能够快速锁定PI调节中比例及积分的参数小范围控制，进而快速调节系统稳定，提升系统调试效率。

附图说明

图1为本发明无刷电机的PI控制系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种无刷电机整定PI参数的调试方法，调试方法包括如下步骤：

粗调：预先将比例项系数Kp置零，从小往大调节比例项系数Kp；调节完比例项系数Kp再调节积分项系数Ki，其积分项系数Ki依照从小到大的顺序调试；

微调：调试时比例项系数Kp与积分项系数Ki尽量靠近，粗调完成后，根据系统对于快速性和误差的要求来对应微调比例项系数Kp与积分项系数Ki；在微调过程中，在稳定性的约束下，快速性和误差是一对矛盾的指标，若微调中，调试某一参数导致系统发散仍未达到预期指标，则可能需要减小另外一个参数值。

首先将积分项系数Ki置零，只采用比例控制，比例项系数Kp的大小调节可以采用比例项系数Kp最大值不超过最大正常输出无刷电机占空比Ton除以最大转速n的设定，最小可从比例项系数Kp最大值的1/10左右开始调起。

其中，比例项系数Kp的大小主要影响快速性，比例项系数Kp越大系统动态响应越快，但是太大的比例项系数Kp会导致系统不稳定；两个参数的整定按照先P后I、从小到大的顺序，能够快速锁定PI调节中比例及积分的参数小范围控制，进而快速调节系统稳定，提升系统调试效率。

比例项系数Kp的大小主要影响快速性，比例项系数Kp越大系统动态响应越快，但是太大的比例项系数Kp会导致系统不稳定；所以比例项系数Kp从小往大调，一般将刚出现震荡或者发散的值乘上0.6到0.7作为初步的比例项系数Kp。

需要说明的是，积分项系数Ki在调试时，针对无刷电机的控制结构，解算出积分项系数Ki作为初始调试值，其解算方式为：

其中，f_c是控制频率，f_开关是驱动开关频率，f_主频是逻辑芯片的主频信号。

需要说明的是，一般积分项系数Ki值的增大会提高系统的快速性并减小稳态误差，但是也会降低系统的稳定性；比例项系数Kp的大小调节，能采用比例项系数Kp的最大值不超过最大正常输出无数点击占空比Ton除以最大转速n的设定；比例项系数Kp的最小值从比例项系数Kp最大值的十分之一开始调起，即当比例项系数Kp的最大值为10时，其中比例项系数Kp的最小值为1，从比例项系数Kp=1开始调起；比例项系数Kp在调节时，将无刷电机出现震荡发散的数值乘以0.6-0.7作为初步的比例项系数Kp。

实施例

系统的误差大了，则需要微调积分项系数Ki，增大积分项系数Ki至系统发散，误差仍然不满足目标，则可以尝试减小比例项系数Kp，这样牺牲了快速性，但是提高了系统的稳定性，就可以继续增大积分项系数Ki；稳定性、快速性和稳态误差一直是相互制约的，所以建议在调试参数时，不要为了提高系统的性能而采用比较极限的参数，这样电机在长时间运行或者受到其他因素影响时就很容易不稳定，若性能要求都比较高时，可以考虑其他策略。

尽管已示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。