Time-based method for the combined identification of velocity-loop parameters

• Autorzy: Neugebauer R. , Hofmann S. , Hellmich A. , Schlegel H.

Warianty tytułu

PL

Metoda złożonej identyfikacji parametrów pętli sterowania prędkością wykorzystującą właściwości czasowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Today, a cascaded system of position loop, velocity loop and current loop is standard in industrial motion controllers. The exact knowledge of significant parameters in the loops is the basis for the tuning of the servo controllers. A new method to support the commissioning has been developed. It enables the user to identify the moment of inertia as well as the time constant of the closed current loop simultaneously. The method is based on the auto relay feedback experiment by Aström and Hägglund. The model parameters are automatically adjusted according to the time behaviour of the controlled system. For this purpose, the auto relay feedback experiment is combined with the technique of gradual pole compensation. In comparison to other existing methods, this approach has the advantage that a parametric model for the open velocity loop is derived directly.

PL

We współczesnych przemysłowych układach sterowania ruchem standardowo wykorzystuje się kaskadowe systemy z pętlą sterowania położeniem, prędkością i pętlą prądową. Dokładna znajomość istotnych parametrów pętli jest podstawą dla optymalizacji działania serworegulatorów. Autorzy opracowali nową metodę wspomagającą pozyskiwanie tych danych. Umożliwia ona jednoczesną identyfikację momentu bezwładności i stałej czasu w zamkniętej pętli prądowej. Metoda jest oparta na eksperymencie Aströma i Hägglunda z automatycznym przekaźnikowym sprzężeniem zwrotnym. Parametry modelu są dobierane automatycznie, biorąc pod uwagę właściwości sterowanego systemu w dziedzinie czasu. Wykorzystano w tym celu eksperyment z automatycznym przekaźnikowym sprzężeniem zwrotnym w połączeniu z techniką stopniowej kompensacji biegunów. W porównaniu do innych istniejących metod, zaletą takiego podejścia jest możliwość bezpośredniego wyznaczenia modelu parametrycznego dla otwartej pętli sterowania prędkością.

Słowa kluczowe

EN

parameters identification; parametric model; motion control

PL

identyfikacja parametrów; model parametryczny; urządzenia kontrolujące pracę serwonapędów

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. LVIII, nr 2
• Strony: 175--184
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Neugebauer R.

autor

Hofmann S.

autor

Hellmich A.

autor

Schlegel H.

• Chemnitz University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute for Machine Tools and Production Processes, Reichenhainer Str. 70, Germany,

Bibliografia

• [1] Schroeder D.: Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, Springer 2001.
• [2] Gross H., Hamann J., Wiegärtner G.: Elektrische Vorschubantriebe in der Automatisierungstechnik, Publicis Corporate Publishing 2006.
• [3] Reinisch K.: Analyse und Synthese kontinuierlicher Steuerungs- und Regelungssysteme, Verlag Technik, 1996.
• [4] Aström K. J., Hägglund T.: Advanced PID Control, ISA, 2006.
• [5] Johnson M. A., Moradi M. H.: PID Control New Identification and Design Methods, pp. 311-319, Springer, 2005.
• [6] Schuette F.: Automatisierte Reglerinbetriebnahme für elektrische Antriebe mit schwingungsfähiger Mechanik, Dissertation Thesis, Shaker Verlag 2003.
• [7] Zirn O.: Machine Tool Analysis - Modelling, Simulation and Control of Machine Tool Manipulators, Habilitation Thesis ETH Zuerich 2008.
• [8] Burkhardt H.: Applikation von Algorithmen zur Bestimmung von Massenträgheitsmomenten im Umfeld industrieller Bewegungssteuerungen, Diploma Thesis, Chemnitz University of Technology 2010.
• [9] Hofmann S., Hellmich A., Schlegel H.: Identification of parametric models for commissioning servo drives. In: Brezina T., Jabłoński R. (Editors): Recent Advantages in Mechatronics 2008-2009, pp. 287-292, Springer 2009.
• [10] Schoenherr R., Quellmalz J., Schlegel H.: Ueberwachung und Bewertung von Antriebsregelungen bei Verzicht auf zusätzliche Sensorik, VDI-Kongress AUTOMATION 2010, Baden-Baden 2010.
• [11] Hellmich A., Hofmann S., Schlegel H.: Non-invasive parameter identification by using the least squares method, 6th International Conference Mechatronics Systems and Materials, Opole 2010.
• [12] Wertz H., et al.: Computer aided commissioning of speed and position control for electrical drives with identification of mechanical load, Industry Applications Conference (IEEE) 1999.
• [13] Beineke S., et al.: Comparison of parameter identification schemes for self-commissioning drive control of nonlinear two-mass systems, Industry Applications Conference (IEEE) 1997.
• [14] Mink F; Baehr A; Beineke S.: Self-commissioning feedforward control for industrial servo drive, Advanced Electromechanical Motion Systems & Electric Drives Joint Symposium (IEEE) 2009.