019、负载惯量辨识误差对速度环整定的影响
一个半夜被叫去现场的坑
前年冬天，一个做包装设备的项目，调试阶段反复出现一种怪现象：空载运行一切正常，速度环响应干净利落，阶跃给定下超调很小，稳定时间也短。但只要装上料卷，一加速就报过流，减速时偶尔报过压，低速段还有明显的爬行和抖动。更让人头疼的是，同一套参数，换了另一台同型号机器，表现又不一样，有的能跑，有的直接震荡。
当时第一反应是速度环增益给大了，于是往下压比例增益，压到空载响应都变肉了，带载还是抖。又怀疑是机械传动间隙，检查了联轴器、同步带张紧，没发现明显问题。折腾到后半夜，才把注意力转到负载惯量辨识上——驱动器自带的辨识功能跑出来的惯量比，和实际带载后的表现对不上。
后来复盘，问题的根子在于：辨识出来的负载惯量，和真实运行工况下的等效惯量，根本不是一回事。而速度环整定，恰恰严重依赖这个值。
这个坑不是个例。很多现场调试，惯量辨识跑一遍，看到辨识成功、惯量比合理，就直接拿去做速度环自整定或手动整定，结果带载就出问题。下面把这里面的门道拆开讲。
惯量辨识到底在辨识什么
先明确一个容易被忽略的点：驱动器做负载惯量辨识，通常是在特定工况下进行的。常见做法是给一个特定频率、特定幅值的转矩或速度激励，测量响应，然后通过模型拟合算出总惯量，再减去电机自身惯量，得到负载惯量，最后给出惯量比。
这里的关键词是“特定工况”。辨识过程一般有几个默认前提：
- 机械连接是刚性或近似刚性的；
- 负
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