[发明专利]一种伺服电机速度控制方法

权利要求书

1.一种伺服电机速度控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、在PI控制算法的基础上增加了前置低通滤波器形成改进型PI控制算法；

所述PI控制算法为：

所述前置低通滤波器为：

所述改进型PI控制算法在输入信号ω^*作用下的伺服电机系统闭环传递函数为:

所述PI控制算法和所述改进型PI控制算法在负载转矩扰动信号T_L作用下的伺服电机系统闭环传递函数为：

其中，K_p为比例增益系数，K_i为积分增益系数，J为电机转动惯量，B为摩擦系数，K为速度单位转换系数，若目标速度单位为弧度/秒(rad/s)，则K＝1,若目标速度单位为转/分钟(rpm)，则

S2、采用参数自动整定方法或参数手动整定方法配置所述比例增益系数K_p和所述积分增益系数K_i，使系统的“目标跟踪性能”和“扰动抑制性能”都能达到最佳。

2.如权利要求1所述的伺服电机速度控制方法，其特征在于，所述改进型PI控制算法的目标跟踪性能和扰动抑制性能都只取决于闭环传递函数φ_i(s)和φ_d(s)的极点分布。

3.如权利要求1所述的伺服电机速度控制方法，其特征在于，所述步骤S2中采用参数自动整定方法配置比例增益系数K_p和积分增益系数K_i具体包括如下步骤：

S211、根据控制系统响应速度要求，设置自然震荡角频率ω_n为特定值，所述自然震荡角频率ω_n越大，响应速度越快；

S212、由所述自然震荡角频率ω_n确定所述比例增益系数K_p和所述积分增益系数K_i，参数计算公式如下：

4.如权利要求1所述的伺服电机速度控制方法，其特征在于，所述步骤S2中采用参数手动整定方法配置比例增益系数K_p和积分增益系数K_i具体包括如下步骤：

S221、电机控制器先使用所述PI控制算法，所述比例增益系数K_p初值设为额定转矩与额定转速的比值，所述积分增益系数K_i初值设为0，进入下一步骤；

S222、所述比例增益系数K_p由初值逐渐翻倍增大调整，观测反馈速度跟踪情况，当反馈速度的稳态值达到目标速度值的95％以上时，所述比例增益系数K_p调整结束，进入一下步骤；

S223、电机控制器修改为所述改进型PI控制算法，进入下一步骤；

S224、所述积分增益系数K_i由0从逐渐增大调整，当反馈速度调节时间满足要求，参数调整结束。