CN119401877B

CN119401877B - 一种增益调整方法、电子设备及可读存储介质

Info

Publication number: CN119401877B
Application number: CN202411627944.1A
Authority: CN
Inventors: 何俊辉
Original assignee: Shenzhen Invt Electric Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Invt Electric Co Ltd
Priority date: 2024-11-14
Filing date: 2024-11-14
Publication date: 2025-12-30
Anticipated expiration: 2044-11-14
Also published as: CN119401877A

Abstract

本发明公开了一种增益调整方法、电子设备及可读存储介质，该方法包括在电机控制系统处于速度开环模式下，获取电机在预设控制信号下的反馈信号；基于反馈信号，确定电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间；利用速度环延迟时间确定第一速度环增益参数。本发明能够避免反复的手动试凑过程，显著减少参数调整所需的时间，使得速度环增益参数设置更加快速和准确，从而适配更多应用场景。

Description

一种增益调整方法、电子设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及电机控制领域，特别涉及一种增益调整方法、电子设备及可读存储介质。

背景技术

在电机驱动器的控制方案中，三环位置控制和两环速度控制是常见的配置，在三环位置控制结构中，由内至外依次是电流环、速度环和位置环。在现有的三环控制调整技术中，无论是采用时域调整还是频域调整，首先需要根据电机的电气参数计算出电流环的参数，然后以速度环的比例增益为基准，采用手动试凑法或自动试凑法对速度环的比例和积分增益进行调节和设定，在速度环的参数调节和设定完成后，才能进行后续位置环的增益调节和设定。整个参数调整过程较为耗时，通常需要数十秒到数分钟，这种调整时间在许多对实时性要求较高的应用场合中，无法满足客户对快速响应的需求。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种增益调整方法、电子设备及可读存储介质，能够避免反复的手动试凑过程，显著减少参数调整所需的时间，使得速度环和位置环的参数设置更加快速和准确，从而适配更多应用场景。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种增益调整方法，包括：

在电机控制系统处于速度开环模式下，获取电机在预设控制信号下的反馈信号；

基于所述反馈信号，确定所述电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间；

利用所述速度环延迟时间确定第一速度环增益参数。

可选的，基于所述反馈信号，确定所述电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间的过程包括：

获取所述反馈信号的基波与所述预设控制信号之间的相位差；

基于所述相位差，确定所述电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间。

可选的，基于所述相位差，确定所述电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间的过程包括：

基于所述相位差计算内环延迟角度；

利用所述内环延迟角度，确定所述电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间。

可选的，利用所述速度环延迟时间确定第一速度环增益参数的过程包括：

根据所述速度环延迟时间和第一对应关系确定速度环比例增益系数；所述第一对应关系为所述速度环延迟时间和所述速度环比例增益系数之间的对应关系；

根据所述速度环延迟时间和第二对应关系确定速度环积分增益系数；所述第二对应关系为所述速度环延迟时间和所述速度环积分增益系数之间的对应关系；

所述第一速度环增益参数包括所述速度环比例增益系数和所述速度环积分增益系数。

可选的，获取电机在预设控制信号下的反馈信号之前，所述增益调整方法还包括：

获取机械系统的最低固有振动频率；所述机械系统基于所述电机及其连接的机械负载构成；

基于所述最低固有振动频率确定所述预设控制信号的频率。

可选的，利用所述速度环延迟时间确定第一速度环增益参数之后，所述增益调整方法还包括：

获取机械系统的机械惯量；所述机械系统基于所述电机及其连接的机械负载构成；

根据所述机械惯量和所述第一速度环增益参数，得到第二速度环增益参数；

根据所述第二速度环增益参数配置速度环控制器。

可选的，获取机械系统的机械惯量之前，所述增益调整方法还包括：

在电机控制系统处于速度开环模式下，获取所述机械系统在所述电机响应每一组预设控制信号时的机械共振点；

在多个所述机械共振点中选择频率最低的机械共振点作为目标共振点；

将所述电机控制系统的陷波器的陷波频率设置为所述目标共振点的频率后，执行所述获取机械系统的机械惯量的操作。

可选的，所述增益调整方法还包括：

当所述电机控制系统包括位置环，根据所述速度环延迟时间和第三对应关系确定位置环增益参数；所述第三对应关系为所述速度环延迟时间和位置环比例增益之间的对应关系。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述的增益调整方法的步骤。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述的增益调整方法的步骤。

本发明提供了一种增益调整方法，在电机控制系统处于速度开环模式下时，速度环不受反馈速度影响，此时直接通过预设控制信号控制电机运行，通过对反馈信号进行分析，便于确定电机从接收到控制信号到实际响应之间存在的时间延迟，从而确定速度环延迟时间，速度环延迟时间是调节速度环增益的关键参数，直接影响到控制器对速度变化的响应速度和稳定性，本发明通过速度环延迟时间，可以计算出合适的速度环增益参数和位置环增益参数，避免反复的手动试凑过程，从而显著减少参数调整所需的时间，使得速度环和位置环的参数设置更加快速和准确，适配更多应用场景。

本发明还提供了一种增益调整系统、电子设备及计算机可读存储介质，具有和上述增益调整方法相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种增益调整方法的步骤流程图；

图2为本发明所提供的一种速度内环控制延迟时间的计算示意图；

图3为本发明所提供的一种速度内环控制流程图；

图4为本发明所提供的一种延迟时间简化后的速度内环控制流程图；

图5为本发明所提供的一种信号注入和采样的流程图；

图6为本发明所提供的一种控制增益调整步骤流程图；

图7为本发明所提供的一种第一次上电执行参数调整的步骤流程图；

图8为本发明所提供的一种每次运行执行参数调整的步骤流程图；

图9为本发明所提供的一种增益调整系统的结构示意图；

图10为本发明所提供的一种电子设备的结构示意图；

图11为本发明所提供的一种计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种增益调整方法、电子设备及可读存储介质，能够避免反复的手动试凑过程，显著减少参数调整所需的时间，使得速度环和位置环的参数设置更加快速和准确，从而适配更多应用场景。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

第一方面，请参照图1，本发明提供了一种增益调整方法，包括：

S101：在电机控制系统处于速度开环模式下，获取电机在预设控制信号下的反馈信号。

可以理解，电机控制系统用于实现对电机的速度、位置、扭矩等参数的调节，以实现精确的运动控制。对于两环配置的电机控制系统，由内至外依次包括电流环和速度环，对于三环配置的电机控制系统，由内之外依次包括电流环、速度环和位置环，可以理解，电流环增益系数由电流环控制方案和电机参数确定，本实施例在此对其调整方案不做限定。速度开环是电机控制系统的一种控制模式，在这种模式下，电机的速度输出不受反馈控制，电机驱动器可以根据预设控制信号（如电压或电流指令）驱动电机，但不通过反馈机制来调节电机的实际运行速度。

本实施例中，可以通过手动控制电机控制系统处于速度开环模式、转矩电流环闭环模式下，然后通过电机驱动器向电机输出一个或一系列的预设控制信号，预设控制信号可以是一个特定的电流信号或者转矩信号，这些信号可以是恒定的（如恒定电流或转矩），也可以是变化的（如正弦波形的信号），根据实际工程需要选择即可，本实施例在此不做具体限定。在电机响应预设控制信号的同时，获取电机实际的反馈信号，具体可以通过安装在电机上的传感器（如编码器）来采集电机的实际转速信号（反馈速度）和/或实际位置信号等。可以理解，本实施例中的反馈信号包括但不限于速度信号和/或位置信号。

反馈信号反映了电机在特定信号下的性能，通过在速度开环模式下获取电机的实际反馈信号，可以分析电机的响应特性，因为可以在不受闭环控制影响的情况下评估电机的响应，简化了系统调试过程，便于后续确定速度环的延迟时间，从而为闭环控制模式的参数调整提供依据，此外，在开环模式下测试还可以减少因参数设置不当导致的潜在风险。作为另一种可选的实施例，在电机控制系统处于速度开环模式下，当电机处于静止模式下，向电机输出预设控制信号，以获取电机在预设控制信号下的反馈信号。当电机在静止状态下，系统的动态变化较少，不需要考虑转速变化、负载波动等因素，从而简化了测试条件，可以减少由于电机旋转带来的机械振动和电磁干扰，使得反馈信号更加稳定和可靠。此外，在静止状态下，因为不存在由于电机旋转带来的时间测量误差，可以更容易地测量和计算电机的响应时间。

当然，在电机的其他非静止模式下，如电机运行状态、或电机的特定工作点，也可以向电机输出预设控制信号，以获取电机在预设控制信号下的反馈信号，并执行后续步骤，根据实际工程需要选择即可，本实施例在此不做具体限定。

S102：基于反馈信号，确定电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间。

通过对速度闭环控制稳定性分析可知，速度环的闭环带宽由速度环内部的电流环延迟、速度环执行延迟、速度反馈采样延迟、速度反馈滤波延迟、陷波滤波器延迟和机械振动决定，将以上所有开环延迟合并成速度环延迟时间Td。合并后的速度环延迟时间可以等效为一个一阶低通环节1/(Td×s+1)。在已知Td后，基于三阶控制系统原理，可以计算出速度环比例增益系数Kv和积分增益系数Kvi，如图2所示。

可以理解，在速度开环模式下，电机驱动器输出预设的控制信号，电机根据这些信号产生运动，通过安装在电机上的传感器（如编码器），收集电机在响应预设控制信号时的实际反馈信号并记录，这些信号可能包括电机的实际转速（速度信号）和/或实际位置（位置信号），由于反馈信号是电机控制系统对给定输入的直接响应，因此通过对这些反馈信号进行分析，如比较输入信号和反馈信号的时间历程，又由于在速度开环模式下，电机的响应仅受预设控制信号的影响，不受闭环控制的影响，因此，可以通过分析这些响应来了解系统的内在特性，如电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间。

其中，速度环延迟时间是电机控制系统中的一个重要参数，其影响系统的稳定性和响应速度。如果速度环延迟时间过长，可能会导致系统响应缓慢，甚至出现不稳定的现象，因此，通过在速度开环模式下分析反馈信号来确定速度环延迟时间，便于在设置合适的速度环增益，以优化系统性能，确保在闭环控制模式下，电机能够快速、准确地响应速度设定值，同时保持系统的稳定性和鲁棒性。

S103：利用速度环延迟时间确定第一速度环增益参数。

本实施例中，利用速度环延迟时间来计算第一速度环增益参数，将第一速度环增益参数应用到电机控制系统中，并适应性微调，提高电机控制系统在各种工作条件下的稳定性，确保电机在速度闭环控制下能够快速、准确地响应速度变化，同时减少过冲和振荡。

可以理解，直接利用速度环延迟时间来确定第一速度环增益参数，不仅提高了调试效率和准确性，而且减少了手动试凑的过程，而且基于实际测量数据的计算方法，可以快速确定接近最优的增益参数，从而缩短了系统的调试时间，使得系统对负载变化和环境扰动的抵抗能力增强，提高了系统的鲁棒性。

其中，基于速度环延迟时间计算第一速度环增益参数的过程可以通过PI控制中的方法，如根据预设的数学模型或相关关系式等方式进行计算，根据实际工程需要选择即可，本实施例在此不做具体限定。示例性地，以数学模型方案为例，首先，根据电机和控制系统的特性建立一个数学模型，该模型可能包括传递函数、状态空间方程或差分方程，在模型中明确包含速度环的延迟时间，如设定一个延迟环节，使用控制理论（如根轨迹、频率响应分析等）来计算比例增益Kp和积分增益Ki，以确保系统稳定并满足性能要求。以相关关系式方案为例，可以根据经验或标准化的控制规则选择合适的关系式来估算增益参数，利用速度环延迟时间作为输入，通过关系式计算增益值，然后还可以在实际系统中测试这些参数，并根据系统的响应进行微调。

可见，本实施例中，在电机控制系统处于速度开环模式下时，速度环不受反馈速度影响，此时直接通过预设控制信号控制电机运行，通过对反馈信号进行分析，便于确定电机从接收到控制信号到实际响应之间存在的时间延迟，从而确定速度环延迟时间，速度环延迟时间是调节速度环增益的关键参数，直接影响到控制器对速度变化的响应速度和稳定性，本发明通过速度环延迟时间，可以计算出合适的速度环增益参数和位置环增益参数，避免反复的手动试凑过程，从而显著减少参数调整所需的时间，使得速度环和位置环的参数设置更加快速和准确，适配更多应用场景。

在上述实施例的基础上：

在一示例性实施例中，基于反馈信号，确定电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间的过程包括：

获取反馈信号的基波与预设控制信号之间的相位差；

基于相位差，确定电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间。

可以理解，当预设控制信号作用于电机时，电机的响应不会立即发生，而是会有一个时间延迟。这个延迟可以通过分析反馈信号的基波（通常是正弦波形的信号）与预设控制信号之间的相位差来确定。具体的，从反馈信号中提取基波成分，基波成分是信号的主要部分，表征电机的稳态响应，将提取的基波与预设控制信号进行比较，使用傅里叶变换或其他信号处理技术，计算反馈信号的基波与预设控制信号之间的相位差，相位差表示了控制信号和实际响应之间的时间延迟，相位差越大，延迟时间越长。可以理解，相位差是控制信号和实际响应之间的角度差异，可以通过预设关系式转换为时间延迟。采用本实施例的方案，可以准确的配置速度闭环模式下的电机控制系统的参数，从而提高系统的性能和稳定性，能够减少手动调整参数的试错过程，加快系统调试的速度。

在一示例性实施例中，基于相位差，确定电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间的过程包括：

基于相位差计算内环延迟角度；

利用内环延迟角度，确定电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间。

本实施例中，考虑到反馈信号的基波与预设控制信号之间的相位差对应的是总延迟角度Theta，包括了速度环的内环延迟角度Theta1和其他系统延迟（如电机的机电时间常数引起的延迟），因此，本实施例可以通过反馈信号的基波与预设控制信号之间的相位差对应的总延迟角度Theta，以及预设角度关系式，计算速度环的内环延迟角度Theta1。其中，预设角度关系式可以为Theta=90度+Theta1。然后基于内环延迟角度Theta1计算电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间Td，这样计算出的延迟时间是速度环内环的延迟时间，能够精确地反映速度环的实际性能，以便更准确地调整速度环的增益参数，从而优化电机控制系统的性能。同时，精确的延迟时间计算有助于减少系统在响应速度变化时的振荡，提高系统的稳定性和鲁棒性。

作为另一种可选地实施例，可以通过以下转换关系式计算速度环延迟时间，转换关系式为Td=1000/(tan(Theta1)×Ws)，Ws为以弧度每秒为单位的频率，与基波频率相关。转换关系式直接关联了相位差（内环延迟角度Theta1）与系统的角频率Ws，从而能够更精确地计算出延迟时间Td，计算方式简单，可以适用于不同类型的电机控制系统，只要能够准确测量相位差和系统的角频率，就可以使用该公式计算速度环延迟时间，节省调试时间。

在一示例性实施例中，利用速度环延迟时间确定第一速度环增益参数的过程包括：

根据速度环延迟时间和第一对应关系确定速度环比例增益系数；第一对应关系为速度环延迟时间和速度环比例增益系数之间的对应关系；

根据速度环延迟时间和第二对应关系确定速度环积分增益系数；第二对应关系为速度环延迟时间和速度环积分增益系数之间的对应关系；

第一速度环增益参数包括速度环比例增益系数和速度环积分增益系数。

本实施例中，已知速度环延迟时间Td后，可以得到包含速度环延迟时间Td的三阶系统的带宽参数Wn(rad/s)，其中Wn=1/(k₁×Td)。其中，第一对应关系为Kv=1/(k₁×Td)，Kv为位置环比例增益系数，k₁为第一系数，k₁的取值范围为3~6，Kvi=1/(k₂×Td×Td)，Kvi为位置环积分增益系数，k₂为第二系数，k₂的取值范围为45~60。

作为一种可选的实施例，针对包括位置环的电机控制系统，该方法还包括：

根据速度环延迟时间和第三对应关系确定位置环增益参数；第三对应关系为速度环延迟时间和位置环比例增益之间的对应关系。

第三对应关系为Kp=Kv/k₃，其中Kp为位置环比例增益系数，k₃为第三系数，k₃的取值范围为4~6。

可以理解，直接根据速度环延迟时间计算位置环增益参数可以减少需要进行的手动调试和实验次数，从而节省时间和资源。

在一示例性实施例中，获取电机在预设控制信号下的反馈信号之前，增益调整方法还包括：

获取机械系统的最低固有振动频率；机械系统基于电机及其连接的机械负载构成；

基于最低固有振动频率确定预设控制信号的频率。

本实施例中，结合图2、图3和图4，对速度内环结构和延迟进行分析，图3为速度内环控制流程图，图4为延迟时间简化后的速度内环控制流程图。

速度内环延迟时间Td’等于陷波滤波器、转矩低通滤波器、电流环延迟、速度采样延迟、速度反馈滤波器和机械振动延迟的总和。由于转矩低通滤波器、速度反馈滤波器均由驱动器手动设定，延迟时间较大而且设定时间已知，因此功能实现时可以频闭以上功能将以上延迟时间合并为延迟时间Td1。延迟时间Td1=转矩低通滤波时间+速度反馈滤波时间。由于陷波滤波器、电流环延迟、速度采样延迟和机械振动延迟等延迟因素的延迟时间较小，且延迟时间不明确，可以合并测量，即延迟时间Td2=陷波滤波时间+机械振动延迟+电流环延迟+速度采样延迟。

在驱动器控制程序中，频率转矩低通滤波时间+速度反馈滤波时间后，驱动器对电机注入低频正弦电流信号，测量得到延迟时间Td2。然后将已知设定的延迟时间Td1和测量得到延迟时间Td2合并叠加得到速度内环延迟时间Td’。速度内环延迟时间Td’=设定的延迟时间Td1+测量得到的延迟时间Td2。可以理解，本实施例中延迟时间Td2相当于上述实施例中的电流内环延迟时间Td，减少系统分析复杂程度，提高测量精度。

考虑到机械共振明显影响延迟时间Td2的测量精度，为了提高延迟时间的测量精度，本实施例对预设控制信号（低频正弦电流信号）的频率进行精确控制。预设控制信号的频率f等于k倍的最小机械共振频率处于驱动器总惯量比的开方。K为2-4之间的数。即注入的预设控制信号的频率f=最小机械共振频率/(k倍×总惯量比开方)。可以理解，通过选择合适的控制信号的频率，可以减少机械共振对系统响应的影响，提高测量的准确性。

在一示例性实施例中，利用速度环延迟时间确定第一速度环增益参数之后，增益调整方法还包括：

获取机械系统的机械惯量；机械系统基于电机及其连接的机械负载构成；

根据机械惯量和第一速度环增益参数，得到第二速度环增益参数；

根据机械惯量和第一位置环增益参数，得到第二位置环增益参数；

根据第二速度环增益参数配置速度环控制器；

根据第二位置环增益参数配置位置环控制器。

本实施例中，机械系统包括电机及其连接的机械负载，机械惯量具体是指电机转子惯量与所有连接的机械负载惯量的和。考虑到电机和负载的惯量直接影响到电机控制系统在加速、减速和稳态运行时的表现，因此，在计算速度环比例增益以及位置环增益时，应结合机械惯量进行进一步计算。

也即，在辨识得到速度环比例增益Kv、速度环积分增益Kvi和位置比例增益Kp后，不立即更新速度环和位置环的控制增益，先将其与系统的总惯量相乘，以将各控制环的增益参数调整到适合实际系统的水平，然后根据第二速度环增益参数配置速度环控制器，以及根据第二位置环增益参数配置位置环控制器。使得控制器的参数与具体的机械系统特性相匹配，从而提高了控制系统的性能和适应性，通过乘以总惯量，可以确保控制系统在不同的负载条件下都能保持良好的控制效果。

在一示例性实施例中，获取机械系统的机械惯量之前，增益调整方法还包括：

在电机控制系统处于速度开环模式下，获取机械系统在电机响应每一组预设控制信号时的机械共振点；

在多个机械共振点中选择频率最低的机械共振点作为目标共振点；

将电机控制系统的陷波器的陷波频率设置为目标共振点的频率后，执行获取机械系统的机械惯量的操作。

本实施例中，首先将电机控制系统置于速度开环模式，以使电机直接响应控制器的输出信号，而不进行闭环反馈调整，向电机施加一系列预设的控制信号，这些信号通常是不同频率和幅值的正弦波信号，以便激发机械系统的响应，记录电机和机械系统对每个控制信号的响应，分析测量数据，寻找系统响应中的峰值，此处的峰值对应于机械系统的共振点。共振点通常表现为系统响应的幅度显著增加。在识别出的多个共振点中，选择频率最低的共振点作为目标共振点，将电机控制系统中陷波滤波器的陷波频率设置为目标共振点的频率。陷波滤波器的作用是抑制在特定频率上的振动，从而减少机械共振对控制系统性能的影响。在陷波器设置完成后，执行获取机械系统的机械惯量的操作。

以一组频率在100hz-4000hz之间的连续变化的正弦交流指令为例进行说明。进行第一次振动检测，电机驱动器给电机注入一组正弦交流转矩指令，通过快速FFT分析，检测伺服电机与机械系统相连接后，频率最低的一组机械共振点和反共振点，得到共振点和反共振点的大概频率范围。然后基于这个大概频率范围确定频率变化分辨率后，进行第二次振动检测，电机驱动器给电机注入第二组正弦交流转矩指令，该正弦波转矩指令频率仍为100hz-4000hz之间的连续变化频率，但频率变化分辨率比前一次振动检测明显提高。通过快速FFT分析，检测伺服电机与机械系统相连接后，频率最低的一组机械共振点和反共振点，精确辨识共振点Fr和反共振点Fa的频率，设定陷波器滤波频率为Fr。

采用本实施例的方案，有效地识别和抑制电机控制系统中由机械共振引起的负面影响，从而提高系统的稳定性和性能，设置陷波频率为最低频率的共振点有助于确保控制系统在最关键的频率上能够保持稳定，使得获得的机械惯量更精准。

本实施例中，可以在电机驱动器第一次给电机注入一组正弦交流转矩指令时执行S101~S103的步骤，也可以在第二次给电机注入一组正弦交流转矩指令时执行S101~S103的步骤，根据实际工程需要选择即可，本实施例在此不做限定。

结合上文，参照图5和图6所示，图5为一种信号注入和采样速度反馈和位置反馈的示意图，图6为一种控制增益调整步骤流程图，包括控制电机处于静止模式，然后依次进行第一次振动检测、第二次振动检测、带宽测量、增益设定等操作。

作为另一种可选的实施例，进行电流环和位置环的增益参数配置时，可以仅在第一次上电执行，如图7所示，也可以在每次使能运行时都执行，如图8所示，两种配置模式的信号注入与采样均参考图5。

综上，本发明可以用于伺服驱动器、变频器驱动，以异步电机、同步电机、直流电机等电机作为动力的各种应用现场。相对于传统三环控制增益调整方法，本发明可以在500ms内快速辨识得到速度环和位置环增益系数。使得驱动器对应的参数自整定时间明显减少，从而使得驱动器可以用在很多对参数整定时间有要求或者不运行进行参数调整的场合，产品的应用型和适应范围大大提高。

第二方面，请参照图9，本发明提供了一种增益调整系统，包括：

第一获取模块11，用于在电机控制系统处于速度开环模式下，获取电机在预设控制信号下的反馈信号；

第一计算模块12，用于基于反馈信号，确定电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间；

第二计算模块13，用于利用速度环延迟时间确定第一速度环增益参数。

获取反馈信号的基波与预设控制信号之间的相位差；

基于相位差计算内环延迟角度；

在一示例性实施例中，增益调整系统还包括：

第二获取模块，用于在获取电机在预设控制信号下的反馈信号之前，获取机械系统的最低固有振动频率；机械系统基于电机及其连接的机械负载构成；

基于最低固有振动频率确定预设控制信号的频率。

在一示例性实施例中，增益调整系统还包括：

第三获取模块，用于在利用速度环延迟时间确定第一速度环增益参数之后，获取机械系统的机械惯量；机械系统基于电机及其连接的机械负载构成；

根据第二速度环增益参数配置速度环控制器。

在一示例性实施例中，增益调整系统还包括：

第四获取模块，用于在获取机械系统的机械惯量之前，在电机控制系统处于速度开环模式下，获取机械系统在电机响应每一组预设控制信号时的机械共振点；

在一示例性实施例中，

第二计算模块13还用于当电机控制系统包括位置环，根据速度环延迟时间和第三对应关系确定位置环增益参数；第三对应关系为速度环延迟时间和位置环比例增益之间的对应关系。

第三方面，请参照图10，本发明还提供了一种电子设备，包括：

存储器21，用于存储计算机程序；

处理器22，用于执行计算机程序时实现如上文任意一个实施例所描述的增益调整方法的步骤。

该电子设备还包括：

输入接口23，经通信总线26与处理器22相连，用于获取外部导入的计算机程序、参数和指令，经处理器22控制保存至存储器21中。该输入接口可以与输入装置相连，接收用户手动输入的参数或指令。该输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是终端外壳上设置的按键、轨迹球或触控板。

显示单元24，经通信总线26与处理器22相连，用于显示处理器22发送的数据。该显示单元可以为液晶显示屏或者电子墨水显示屏等。

网络端口25，经通信总线26与处理器22相连，用于与外部各终端设备进行通信连接。该通信连接所采用的通信技术可以为有线通信技术或无线通信技术，如移动高清链接技术、通用串行总线、高清多媒体接口、无线保真技术、蓝牙通信技术、低功耗蓝牙通信技术、基于IEEE802.11s的通信技术等。

第四方面，请参照图11，本发明还提供了一种计算机可读存储介质30，计算机可读存储介质30上存储有计算机程序31，计算机程序31被处理器执行时实现如上文任意一个实施例所描述的增益调整方法的步骤。

该计算机可读存储介质30可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种增益调整方法，其特征在于，包括：

利用所述速度环延迟时间确定第一速度环增益参数；

基于所述反馈信号，确定所述电机控制系统在速度闭环模式下的速度环延迟时间的过程包括：

基于所述相位差计算内环延迟角度；

2.根据权利要求1所述的增益调整方法，其特征在于，利用所述速度环延迟时间确定第一速度环增益参数的过程包括：

3.根据权利要求1所述的增益调整方法，其特征在于，获取电机在预设控制信号下的反馈信号之前，所述增益调整方法还包括：

基于所述最低固有振动频率确定所述预设控制信号的频率。

4.根据权利要求1所述的增益调整方法，其特征在于，利用所述速度环延迟时间确定第一速度环增益参数之后，所述增益调整方法还包括：

根据所述第二速度环增益参数配置速度环控制器。

5.根据权利要求4所述的增益调整方法，其特征在于，获取机械系统的机械惯量之前，所述增益调整方法还包括：

6.根据权利要求1-5任意一项所述的增益调整方法，其特征在于，所述增益调整方法还包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任意一项所述的增益调整方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的增益调整方法的步骤。