融合继电反馈和频率特性的PID控制器参数自整定方法

作     者：韩沛文 周靖 蒋林 胡渊 HAN Pei-wen;ZHOU Jing;JIANG Lin;HU Yuan

作者机构：深圳市鸿栢科技实业有限公司深圳518105 

出 版 物：《制造业自动化》 (Manufacturing Automation)

年 卷 期：2024年第46卷第3期

页      面：37-41页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：深圳市科技计划技术攻关重点项目(JSGG20210802154402008) 

主　　题：伺服驱动器 伺服电机系统 自整定 算法 继电器反馈 

摘      要：PID控制器参数自整定技术是目前伺服驱动器行业普遍关注的关键技术。该技术的开发与应用,在很大程度上直接影响到伺服驱动器工业产品的易用和好用性,进而影响到产品的市场占有率、应用的效率和质量。以往的人工调整方法会耗费大量的时间。常规的自整定方法如临界比例带法等在调整过程中系统又有失控的风险,所以人们一直致力于研究和开发出性能更加优异的且容易工程实现的自整定算法。针对这一问题,提出了一种新的基于继电器模型的PID控制器参数自整定算法的一点和两点公式,并针对典型的二阶目标系统在MATLAB上进行了计算机仿真,展示了期望的整定结果。和传统的方法不同,通过优化调节继电器参数测得目标系统的多点频率特性,且测量过程中等幅振荡维持在工作点的附近,没有失控风险。又通过多点频率特性组合计算,使参数整定结果稳定可靠。为证明有效性,进而探讨了与算法相关的工程实现问题。最后展示了算法在工业机器人关节伺服系统上的应用结果。这个结果与实际人工精调结果非常接近,表明该算法是有效的。可用于各类伺服电机驱动器系统PID参数的快速整定,提高伺服电机作业系统的调试效率和易用性。