关于电机带大惯量的问题，求教各位老师，本人是在校本科生-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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发表于：2011-08-04 08:34:58

楼主

最近，乘着暑假在学校跟着一个老师做外面的项目——三相交流永磁同步电机的转动惯量辨识。现在惯量是辨识出来了，但电机带14倍空载惯量时，速度环的阶跃响应始终是做不好。想问一下，是不是电机带这么大的惯量之后，速度的响应就是无法达到要求的啊？注：电机为杭州米格110ST M04030!

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发表于：2011-08-04 09:09:06

1楼

不是，按原理推的话，惯量过大会出现爬坡，但适当地调节速度环PI参数应该是可以得到好的速度环响应的。但是现在遇到的情况不是简单的爬坡，而是出现畸变的波形。这个论坛好像不能上传图片。不好意思。总的波形响应的描述就是，开始能够冲到给定转速左右，而后又降到2/3转速去，并在那里振荡，在上升到给定转速左右。

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当时明月

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发表于：2011-08-04 12:18:25

2楼

“不是，按原理推的话，惯量过大会出现爬坡，但适当地调节速度环PI参数应该是可以得到好的速度环响应的。”~~~~~~~前提是在功率输出级没有饱和的情况下~~~~~个人认为，如果阶跃指令较高使功率输出饱和，速度环路已开环，得到的就不是线性闭环系统理论里所谓的阶跃响应了~~~~~~

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发表于：2011-08-04 13:09:35

3楼

支持楼上的看法！

建议咨询原厂，该伺服能否稳定驱动14倍的惯性负载。

如果原厂给予肯定答复，根据楼主所述现象看，个人认为速度环增益偏高，以至于系统在某种程度上已然超调，同时积分增益过低，无法有效地尽快消除静差。

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发表于：2011-08-04 14:04:49

4楼

谢谢各位老师的帮忙，我会参考大家的建议去尝试的。另外，还要感谢下波恩老师，今年开始做永磁同步电机时，初始定位的问题还是参考的您的文章解决的。

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发表于：2011-08-04 14:59:55

5楼

不用谢！有助益就好！

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cyq850815

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发表于：2011-08-04 16:34:04

6楼

T=Jα, 转动惯量J，角加速度设为α，，因为转矩T最大值不能无限大（与功率有关）。当负载大时，即J较大。若我们要求加速度α足够大时，会使Jα>T，这是不可能的，所以伺服就会以能达到的最大加速度加速（此加速度小于要求的加速度）到指定速度。

所以要么减小加速度，要么增大电机功率。这个时候增益是起不了作用的

当然实际中要复杂一些，上面分析只是为了说明问题

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乔工

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发表于：2011-08-04 17:09:44

7楼

波恩是个明白人。

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发表于：2011-08-04 18:11:16

8楼

我查阅了那个公司的技术资料，他们这款交流伺服只支持1-5倍的惯性负载。现在又有几个疑问：

1、安川，三菱的交流伺服驱动怎么能支持1-10倍，甚至1-15倍的惯性负载呢？他们的伺服带这样的负载依旧能保持良好的速度响应吗？

2、是电机的差距，还是驱动的差距？我想问，如果用安川或者三菱的驱动带杭州米格的电机，或者用我手上的驱动带他们的电机能不能也做到1-10倍的惯性负载呢？

问得很幼稚，不要见笑。。。

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发表于：2011-08-04 18:32:28

9楼

楼主，可能你的算法有问题，不仅仅是PI的问题！给定阶跃指令时：惯量大了，最大转矩（过载倍数决定，跟功率一点关系都没有，强烈鄙视拿功率说事的"高手"）恒定，电机加速时间变长，比例积分参数影响很大。如果你的算法没有数学模型，那你就慢慢的不停试PI参数的各种组合吧！如果有数学模型，计算一下就知道应该选择什么PI参数，算法需要做哪些改进！

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发表于：2011-08-04 18:36:12

10楼

没人会告诉你PI参数该怎么算，只会给你提供一些调参数的建议。这些建议对你一点帮助都没有！积分时间小点，到底什么数值才能算小？10毫秒算不算小？50毫秒算不算小？

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cyq850815

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发表于：2011-08-04 18:37:51

11楼

你是不是搞错了，解释下只支持1-5倍的惯性负载。是起动转矩吧

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发表于：2011-08-04 18:39:10

12楼

日系和欧系伺服带1到15倍惯量都会转得很好，虽然时给定阶越指令时加速时间长，但是不会出现楼主的现象！

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cyq850815

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发表于：2011-08-04 18:59:37

13楼

回复内容：
对：征关于楼主，可能你的算法有问题，不仅仅是PI的问题！给定阶跃指令时：惯量大了，最大转矩（过载倍数决定，跟功率一点关系都没有，强烈鄙视拿功率说事的"高手"）恒定，电机加速时间变长，比例积分参数影响很大。如果你的算法没有数学模型，那你就慢慢的不停试PI参数的各种组合吧！如果有数学模型，计算一下就知道应该选择什么PI参数，算法需要做哪些改进！内容的回复：

最大转矩是和功率没直接关系，但是你能让伺服一直拿最大转矩去加速吗？在加速阶段伺服所能提供的转矩是和功率有关系的。。不能超过相应速度下伺服所能提供的最大转矩值。其实只是表述问题。

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发表于：2011-08-04 20:23:57

14楼

给定阶越指令，你需要电机一直工作在最大转矩下吗？功率是由转矩和速度得来的，而速度是有转矩产生的，请问这一切的本质问题是什么？难道不是转矩？

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发表于：2011-08-04 20:28:24

15楼

最本质的问题是转矩！正是由于电机输出转矩（转矩跟哪些因素有关请查转矩方程），产生加速度，进而产生速度，然后在这个速度下输出转矩，就用功率来衡量！这个过程难道你能反着来推？

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发表于：2011-08-04 20:33:02

16楼

这个问题都搞不清楚就别做运动控制了！你去翻翻教材，为什么教材上都有类似"电机调速的本质是对转矩的控制"这样的一句话？你以为写书的都是胡写？

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发表于：2011-08-04 20:40:45

17楼

伺服应用需关注的过程量只有位置、速度和力矩，功率只是速度和力矩相乘的间接结果。拿着拖动电机应用中不可或缺的功率概念看待伺服应用，要么是没入行，要么是外行。

伺服驱动负载的加速过程只和电流、负载阻力，以及系统惯量有关，只要电流足以建立并保持，系统就可以持续加速，直到达成目标速度，加速过程中伺服的功率只不断变化的速度与力矩相乘的结果。万一负载过重，或惯量过大，导致系统过流或过载，其根源也只是系统的力矩能力不足，而非功率不足。

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发表于：2011-08-04 20:42:55

18楼

F=ma，速度v是加速度对时间的积分，功率P=Fv。根据力F能计算出各个时刻的加速度、速度和输出功率！如果知道功率，你反着计算看看！

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发表于：2011-08-04 20:46:27

19楼

归根到底还是对牛顿运动学定律理解的问题，即对F=ma理解的问题！

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