基于闭环自适应辨识的速度环PI参数自整定_张鹏.pdfVIP

基于闭环自适应辨识的速度环 ＰＩ 参数自整定 张 　 鹏１ 　 王文格１ 　 付 　 霞１ 　 聂 　 挺２ １． 湖南大学，长沙， ４１００８２ 　　 ２． 中烟机械技术中心有限责任公司，上海， ２０１２０６ 摘要：针对永磁同步电机伺服系统速度环比例积分（ ＰＩ ）参数整定过程中需要反复调节、效率低等问 题，提出了一种基于闭环自适 应 卡 尔 曼 滤 波（ ＡＫＦ ）系 统 辨 识 的 伺 服 系 统 速 度 环 ＰＩ 参 数 自 整 定 方 法。 首先根据输入信号激励速度闭环系统，分析不同频率激励作用下闭环辨识序列的信噪比与实际输出，然 后引入 ＡＫＦ 算法辨识闭环被控对象的离散模型，最后通过遗传算法仿真有哪些信誉好的足球投注网站最优速度环 ＰＩ 参数。仿 真与实验结果表明：该算法能有效抑制量测噪声等扰动对系统辨识精度的影响，辨识结果能够反映实际 系统的动态输入输出特性，优化后的速度环具有优良的响应性能和较高的精度，便于实际工业应用。 关键词：永磁同步电机；自适应卡尔曼滤波；闭环系统辨识；遗传算法；参数自整定 中图分类号： ＴＭ３５１ ； ＴＰ２７３ 　　　　　　 ＤＯＩ ： １０．３９６９ ／ ｊ ．ｉｓｓｎ．１００４ －１３２Ｘ．２０１６．０５．０１２ Ｓ ｐ ｅｅｄ 　 ＰＩ 　 Ｐａｒａｍｅｔｅｒ 　 Ａｕｔｏ － ｔｕｎｉｎ ｇ 　 Ｂａｓｅｄ 　 ｏｎ 　 Ｃｌｏｓｅｄ － ｌｏｏ ｐ 　 Ａｄａ ｐ ｔｉｖｅ 　 Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｚｈａｎ ｇ　 Ｐｅｎ ｇ １ 　Ｗａｎ ｇ　 Ｗｅｎ ｇ ｅ １ 　Ｆｕ　Ｘｉａ １ 　Ｎｉｅ　Ｔｉｎ ｇ ２ １．Ｈｕｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ ｙ ， Ｃｈａｎ ｇ ｓｈａ ， ４１００８２ ２．Ｔｏｂａｃｃｏ　Ｍａｃｈｉｎｅｒ ｙ　 Ｃｏ． ， Ｌｔｄ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏ ｇｙ　 Ｃｅｎｔｅｒ ， Ｓｈａｎ ｇ ｈａｉ ， ２０１２０６ Ａｂｓｔｒａｃｔ ： Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　 ｐ ｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｓ ｐ ｅｅｄ　ＰＩ　 ｐ ａｒａｍｅｔｅｒ　ｔｕｎｉｎ ｇ　ｐ ｒｏｃｅｓｓ　ｎｅｅｄｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ａｄ ｊ ｕｓ－ ｔｅｄ　ｒｅ ｐ ｅａｔｅｄｌ ｙ　 ｏｒ　ｈａｄ　ｌｏｗ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃ ｙ　 ｆｏｒ　ＰＭＳＭ　ｓｅｒｖｏ　ｓ ｙ ｓｔｅｍ ， ａ ｐ ｒａｃｔｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓ ｐ ｅｅｄ　ＰＩ　 ｐ ａｒａｍｅｔｅｒ ａｕｔｏ－ｔｕｎｉｎ ｇ　 ｗａｓ　 ｐ ｒｏ ｐ ｏｓｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏ ｐ　 ＡＫＦ　ｓ ｙ ｓｔｅｍ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｏｕ ｇ ｈ　ｓ ｐ ｅｅｄ　ｃｌｏｓｅｄ－ ｌｏｏ ｐ　 ｉｎ ｐ ｕｔ　ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ， ｔｈｅ　ｓｉ ｇ ｎａｌ－ｔｏ－ｎｏｉｓｅ　ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　ａｃｔｕａｌ　ｏｕｔ ｐ ｕｔ　ｏｆ　ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏ ｐ　 ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｓｅ ｑ ｕｅｎｃｅ ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｅ ｑ ｕｅｎｃｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌ ｙ ｚｅｄ ， ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｄｉｓｃｒｅｔｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏ ｐ　 ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ　ｏｂ ｊ ｅｃｔｓ ｗａｓ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ｂ ｙ　 ＡＫＦ　ａｌ ｇ ｏｒｉｔｈｍ ， ａｎｄ　ｆｉｎａｌ ｙ　 ｂ ｙ　ｇ ｅｎｅｔｉｃ　ａｌ ｇ ｏｒｉｔｈｍ　ｔｈｅ　ｏ ｐ ｔｉｍａｌ　ｓ ｐ ｅｅｄ　ＰＩ　 ｐ ａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ　ｓｅａｒｃｈｅｄ　ｔｈｒｏｕ ｇ ｈ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘ ｐ ｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　 ｐ ｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａｌ ｇ ｏ－ ｒｉｔｈｍ　ｃａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌ ｙ　 ｓｕ ｐｐ ｒｅｓｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｎｏｉｓｅ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ　ｏｎ　ｓ ｙ ｓｔｅｍ　ｉｄｅｎｔｉｆｉ－ ｃａｔｉｏｎ　ａｃｃｕｒａｃ ｙ ， ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏ ｇ ｎｉｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔ　ｃａｎ　ｒｅｆｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ｄ ｙ ｎａｍｉｃ　ｉｎ ｐ ｕｔ－ｏｕｔ ｐ ｕｔ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ　ｓ ｙ ｓｔｅｍ ， ｍｏｒｅｏｖｅｒ ， ｅｘｃｅｌｅｎｔ　ｒｅｓ ｐ ｏｎｓｅ　ａｎｄ　ｈｉ ｇ ｈ　ａｃｃｕｒａｃ ｙ　 ｈａｖｅ　ａ ｐｐ ｅａｒｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｓ ｐ ｅｅｄ　ｏ ｐ ｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ　ｉｔ　ｉｓ　ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　 ｐ ｒａｃｔｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ａ ｐｐ ｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｋｅ ｙ