原创 电机驱动器PI参数理论计算

最近在工控论坛看到一篇帖子（http://bbs.gongkong.com/Details/201003/2010032011292900001-1.shtml），当然它是讨论电机伺服系统机械常数和电气常数的，但是7楼的内容更引起我的兴趣，下面是帖子内容的截图：

里面提到，简化控制对象模型后，速度环比例增益（我们定义为Kv）正比于f*J/Kt，其中f相当于速度环的截止频率，J为折算到电机轴上的总惯量，Kt为转矩系数。这使我想起了这几天研读贝加莱公司运动控制文档的内容，里面好像提到速度环参数的计算是跟f*J/Kt有关，于是回头再翻看文档。

贝加莱公司运动控制培训文档《TM450-ACOPOS Control Concept and  ACOPOS Control Concept and Adjustment Adjustment Adjustment》（TM450-ACOPOS控制环概念及调整【英文版】），当然内容是关于其ACOPOS伺服的，但里面内容还是很丰富，干货不少。在第四章，THEORETICALLY DETERMINING THE CONTROL PARAMETERS中，介绍了各控制环参数的整定，4.1节就是介绍速度环的。

下面整理速度环的调整过程。

速度环比例增益：

这个公式跟前面帖子的内容一致。

其中，J为总惯量，是电机惯量、制动惯量、负载惯量之和；Kt是转矩常数；Tσ_v是速度环的各时间常数之和。

其中，Tdead_v表示编码器接口的死区时间等，贝加莱文档给出经验值，0.000175s；Tfilter表示速度环中滤波器的时间常数；而TI表示速度环的时间常数。

其中的SwitchingFrequency指的是驱动器PWM的频率。

速度环还有一个参数就是积分时间，在运动控制场合，PID控制一般都是只用比例+积分。速度环的积分时间

也就是说，在知道被控电机及负载转动惯量，所选用驱动器PWM频率的情况下可以理论得出速度环的PI参数。

当然，还是强调一下这是理论值。因为根据实际的情况，实地在理论值上进一步地调试。另外，上述文档中后面部分也提到了位置环PI参数的理论计算。

位置环P参数

位置环积分时间

类似于速度环，Tσ_p是位置环的各时间常数之和。

其中，Tinterpol表示内插器带来的死区时间，经验值0.0001s；Tdead_p表示扫描带来的死区时间，0.0002s。

还是那句话，这是理论求得的值，实际情况下还要进一步调试，要先保证速度环响应的情况下，再调试位置环；有些驱动器还要先自整定电流环参数，之后再调试速度环及位置环。

参考文献：

1：http://bbs.gongkong.com/Details/201003/2010032011292900001-1.shtml

2：贝加莱公司运动控制培训文档：《TM450-ACOPOS Control Concept and  ACOPOS Control Concept and Adjustment Adjustment Adjustment

》TM450TRE.25-ENG.pdf