用Serverless和AI Skills构建全能Agent的实践指南
2026/9/5 9:30:29
138、速度环自整定算法
从一次现场调试说起
去年在苏州某自动化产线调试伺服驱动器，客户反馈电机在低速运行时出现周期性抖动，速度波动幅度达到额定转速的5%。我带着示波器赶到现场，发现速度环的PI参数是客户自己调的——比例增益Kp=0.8，积分时间Ti=50ms。这个参数组合在空载时勉强能用，但一挂上负载（一个直径30cm的惯性轮），系统就开始“唱歌”。
我让客户把Kp降到0.3，Ti调到120ms，抖动立刻消失。客户问：“你怎么知道该调成这个值？”我说：“不是猜的，是让电机自己告诉我的。”这就是速度环自整定的价值——让控制器通过一系列测试动作，自动计算出适合当前机械负载的PI参数。
自整定的核心逻辑
速度环自整定不是玄学，本质上是系统辨识+参数映射两个步骤。系统辨识要回答三个问题：负载惯量多大？摩擦力矩多少？系统带宽极限在哪？参数映射则是把辨识结果转换成PI增益。
我见过最蠢的自整定实现是“试凑法”——给一组参数跑一下，看超调量，再改参数再跑。这种穷举法在工业现场根本不可行，因为机械系统有非线性，试凑出来的参数只在当前工况有效。
真正实用的自整定基于频率响应法。具体做法：给速度环注入一个正弦波速度指令，频率从低到高扫描，记录实际速度的幅值和相位变化。在幅值衰减-3dB或相位滞后90°的频率点，就是系统的截止频率。根据这个截止频率，用对称最优法或幅值裕度法反推PI参数。