本發明屬于大負載設備速度調節，具體涉及一種用于大飛輪裝置速度高精度調節的方法及系統。

背景技術：

1、隨著航空航天產業的不斷發展，對各種高性能試驗設備的需求越來越多。而高性能試驗設備無論在參數需求還是調試周期上都提出了越來越嚴苛的要求，使得設備廠家需設計更好的控制方案和調試方法，以滿足航空航天對設備高性能指標及調試周期的要求，跟上高速發展的步伐。對于這種大負載電機的啟動和速度高精度調試，是航空航天試驗器試驗臺設備調試的核心，是試驗臺非常關鍵的部件，僅靠個別調試人員現場積累的經驗，越來越達不到高精度設備的調試要求。

2、現有的調試方法是現場調試人員根據自己的經驗，設置pid參數，一遍一遍的調試，方向性不明確，這樣既浪費了大量的人力物力，還使得調試周期大大延長，提高了產品的整體成本。

3、因此，需要提供一種用于大飛輪裝置速度高精度調節的方法。

技術實現思路

1、為了解決相關技術中對于大負載設備無法實現速度高精度調節技術問題，本申請提供一種用于大飛輪裝置速度高精度調節的方法及系統，這種新的調試方法，結合了電機和負載特性，利用大模型提前設置pid參數，通過模擬軟件運行找出參數設置的偏差，修正參數并根據模型運行出的合格參數進行實際電機調試，滿足設備參數要求，大大減少了人員的依賴性和調試的周期，能實現速度高精度調節，縮短調試周期。所述技術方案如下：

2、第一方面，提供一種用于大飛輪裝置速度高精度調節的方法，包括：

3、步驟1、根據工藝試驗技術要求，通過負載模擬軟件設置電機最高轉速和額定轉矩；

4、步驟2、通過負載模擬軟件設置大飛輪轉矩負載的質量和轉動慣量，同時將pid參數中的積分參數i設置為較小值；

5、步驟3、根據電機轉動慣量和轉速調節精度，設置pid參數中的比例參數p和微分參數d；

6、步驟4、通過負載模擬軟件模擬電機轉速調節精度及調節時間，若轉速調節精度不滿足轉速調節精度要求，根據實際轉速達到額定轉速時轉速的超調量重新設置pid參數，反復試驗，通過負載模擬軟件重新模擬電機轉速調節精度，直至實際轉速達到額定轉速時轉速調節精度滿足轉速調節精度要求，不存在超調現象。

7、在一種可實現方式中，步驟2中的較小值大于等于0且小于等于10。

8、在一種可實現方式中，步驟1中還結合電機銘牌參數，設置電機額定功率、額定電壓、額定電流。

9、在一種可實現方式中，步驟2中將pid參數中的積分參數i設置為0。

10、在一種可實現方式中，大飛輪轉矩負載的質量大于等于20t，轉動慣量大于等于30000kg*m2。

11、第二方面，提供一種用于大飛輪裝置速度高精度調節的系統，應用于第一方面任一所述的用于大飛輪裝置速度高精度調節的方法，所述系統包括：可編程控制器plc、交流變頻器、電機和旋轉編碼器，交流變頻器與電機通過供電電纜連接，其中，所述plc裝載有負載模擬軟件，

12、plc遠程下發轉速調節指令至交流變頻器，交流變頻器通過調節輸出來改變電機轉速，電機將轉速實時反饋至交流變頻器，實現轉速反饋的閉環控制。

13、在一種可實現方式中，交流變頻器設有編碼器信號輸入模塊，電機的軸側安裝有帶測量轉速的旋轉編碼器，

14、旋轉編碼器將編碼器信號發送至編碼器信號輸入模塊，實現轉速反饋的閉環控制，無需通過plc轉接編碼器信號，這樣能提高響應速度。

15、在一種可實現方式中，交流變頻器與電機之間的供電電纜選用變頻器專用電纜，這樣可減少高頻電磁干擾，降低對地電容電流。

16、本發明的有益效果至少在于：

17、1、將本發明方法應用到航空、航天等試驗臺時，尤其是電機所帶負載質量較大轉動慣量較大時，這時電機和負載的速度調節一般會有滯后和延遲，因此要結合電機變頻器本身的技術參數和特點，利用軟件設置pid參數，通過模擬軟件提前運行程序，提高調試精度，大大縮短調試周期；

18、2、本發明可以直接在變頻器或可變編程控制器上完成，程序運行過程完全無需人工干預，減輕了調試人員的工作量；

19、3、本發明能提高航空航天行業試驗臺的研發水平，同時對類似大負載速度高精度調節設備起到參考作用。

技術特征：

1.一種用于大飛輪裝置速度高精度調節的方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中的較小值大于等于0且小于等于10。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中還結合電機銘牌參數，設置電機額定功率、額定電壓、額定電流。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中將pid參數中的積分參數i設置為0。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，大飛輪轉矩負載的質量大于等于20t，轉動慣量大于等于30000kg*m2。

6.一種用于大飛輪裝置速度高精度調節的系統，其特征在于，應用于權利要求1至5任一所述的用于大飛輪裝置速度高精度調節的方法，所述系統包括：可編程控制器plc、交流變頻器、電機和旋轉編碼器，交流變頻器與電機通過供電電纜連接，其中，所述plc裝載有負載模擬軟件，

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，交流變頻器設有編碼器信號輸入模塊，電機的軸側安裝有帶測量轉速的旋轉編碼器，

8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，交流變頻器與電機之間的供電電纜選用變頻器專用電纜。

技術總結
本發明提供一種用于大飛輪裝置速度高精度調節的方法及系統，屬于大負載設備速度調節技術領域。該方法包括：設置電機最高轉速和額定轉矩；設置大飛輪轉矩負載的質量和轉動慣量，同時I設置為較小值；根據電機轉動慣量和轉速調節精度，設置P和D；模擬電機轉速調節精度及調節時間，若轉速調節精度不滿足轉速調節精度要求，根據實際轉速達到額定轉速時轉速的超調量重新設置PID參數，反復試驗，重新模擬電機轉速調節精度，直至實際轉速達到額定轉速時轉速調節精度滿足轉速調節精度要求。本發明結合了電機和負載特性，提前設置PID參數，找出參數設置的偏差，修正參數并根據合格參數進行實際電機調試，滿足設備參數要求，大大減少了人員的依賴性和調試的周期，能實現速度高精度調節，縮短調試周期。

技術研發人員：李靜,黃環,黃浩,蒲志杰,張博虎
受保護的技術使用者：中航工程集成設備有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24