永磁同步电机矢量控制(三)——电流环转速环 PI 参数整定
恰饭一下:
已经过了工作的年纪,在这里稍微出一下自己做的一套永磁同步电机的教程,
为了解决电机控制入门难的问题,我将自己从一知半解到现在的学习记录整理成十个部分学习教程,从基础的矢量控制,到应用性较强的MTPA、弱磁控制等,最后深入到无速度传感器的控制,足够大家从基础到深入整个过程的学习。每个部分以精心制作的Simulink电机控制仿真模型为核心,配以辅助理解文档方便大家进行学习,尽可能详细对过程中很小的但容易卡住的问题进行解释。每个部分资料全都基于一个电机参数,是一个系统的学习教程 ,我有信心大家拿到这份教程,认真学习,一定能够走进电机控制的大门,并且掌握它。 联系方式在文章末尾,加好友就有福利哦~欢迎Q我
永磁同步电机矢量控制到无速度传感器控制学习教程(PMSM)
1 电流内环调节器设计
矢量控制系统的电流环是对 iq进行控制,控制的是定子电流,进而控制电机转矩。
电流内环的作用是在电机启动过程中能够以最大电流启动,同时在外部扰动是能够快速恢复,加快动态跟踪响应速度,提高系统的稳定性。
上图为电流内环的流程图,电流内环的输入为电流信号的误差值,输出为参考电压,控制电动机转矩。第一个环节是PI调节器,第二个环节是延迟环节,第三个环节是PWM环节。
其中电机传递函数可通过近似处理为:
在开关频率为10KHZ时,由于开关频率较高,就可以把延迟环节和PWM环节合并处理,记 td = Ts ,并将 Kpwm看成 1 来处理,可得以下流程图:
对以上流程图分析,将电流环按照典型的 I 型系统来整定。
则开环传递函数:
若使得 taoi = Lq / R 可以得到 整定后开环传函:
与典型一型环节对比,(实际典型一型环节是一个二阶系统)
可对K和T进行求解,
一阶系统按 KT = 0.5 计算得出
2 转速外环调节器的设计
转速外环设计合理的话,可以减少扰动对系统的影响、减小转速波动,使得系统工作在稳定状态。
在研究转速外环的时候,将电流环视为一节环节:
由二阶系统自身性能,在阻尼比为0.707时性能最佳,即可推:
同电流环,将延时环节与简化的电流环合并处理得
流程图进一步简化为:
将转速环按二阶典型环节整定,
设转速环 PI 调节器为:
可得一下开环传函:
整理后得:
按照典型的二型系统的参数关系,应有
由典型二阶系统整定理论得,h = 5 时 系统性能最佳。
经过整理得到:
即可得PI调节器参数为
由于传函很多细节部分还有得可讲,也值得从自动控制原理的角度去探究PI参数的整定,特整理了一系列专门针对PI参数整定的文章,这一系列文章可以帮助大家从头到尾理解PI参数到底从何而来,也传函框图中每个环节的由来,应该是值得大家阅读的文章。
**最近太忙了都没能看看博客,因此留下链接大家自取吧,里面有书籍有仿真波形也存好了,还有一些教程笔记。链接:https://pan.baidu.com/s/1US_qG8MMYKMglig0iPTwEQ
提取码:8888
参数整定以及自动控制原理系列文章:
如何用matlab画bode图——自动控制原理基础补充(一)
一阶惯性环节的性能分析——自动控制原理基础补充(二)
二阶系统的性能分析(开环相幅和阶跃响应)——自动控制原理基础补充(三)
转速环PI参数整定详解(一)——电机传递函数的来源
转速环PI参数整定详解(二)——转速环各个环节传递函数的来源
转速环PI参数整定详解(三)——转速环开环传函特性及其整定策略
整理不易,希望大家帮忙点个赞呀,谢谢啦~_
系列文章链接:
永磁同步电机矢量控制到无速度传感器控制学习教程(PMSM)
永磁同步电机矢量控制(一)——数学模型
永磁同步电机矢量控制(二)——控制原理与坐标变换推导
永磁同步电机矢量控制(四)——simulink仿真搭建
永磁同步电机矢量控制(五)——波形记录及其分析
永磁同步电机矢量控制(六)——MTPA最大转矩电流比控制
永磁同步电机矢量控制(七)——基于id=0的矢量控制的动态解耦策略
永磁同步电机矢量控制(八)——弱磁控制(超前角弱磁)
永磁同步电机矢量控制(九)——三闭环位置控制系统
永磁同步电机矢量控制(十)——PMSM最优效率(最小损耗)控制策略
永磁同步电机矢量控制(三)——电流环转速环 PI 参数整定相关推荐
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