?作者簡介熱愛科研的Matlab仿真開發(fā)者擅長數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)處理、建模仿真、程序設(shè)計、完整代碼獲取、論文復(fù)現(xiàn)及科研仿真。 關(guān)注我領(lǐng)取海量matlab電子書和數(shù)學(xué)建模資料個人信條格物致知,完整Matlab代碼獲取及仿真咨詢內(nèi)容私信。 內(nèi)容介紹一、永磁同步電機三閉環(huán)控制總體架構(gòu)永磁同步電機PMSM的三閉環(huán)控制系統(tǒng)是高性能伺服驅(qū)動的核心架構(gòu)其結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外依次為?電流環(huán)最內(nèi)環(huán)→ 轉(zhuǎn)速環(huán)中間環(huán)→ 位置環(huán)最外環(huán)?三環(huán)串聯(lián)嵌套各環(huán)帶寬依次降低形成典型的多時間尺度分級控制結(jié)構(gòu)。1.1 三環(huán)的物理分層邏輯三環(huán)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)是?按被控對象的時間常數(shù)由小到大分層嵌套?。電流環(huán)響應(yīng)最快時間常數(shù)通常在毫秒級以下轉(zhuǎn)速環(huán)次之幾十毫秒位置環(huán)最慢幾百毫秒以上。內(nèi)環(huán)帶寬通常設(shè)計為外環(huán)帶寬的5~10倍這樣才能保證外環(huán)設(shè)計時可以近似認為內(nèi)環(huán)已經(jīng)理想跟蹤將內(nèi)環(huán)等效為增益為1的比例環(huán)節(jié)大幅簡化外環(huán)的設(shè)計難度。?電流環(huán)?直接控制定子電流的d軸與q軸分量抑制反電動勢擾動和參數(shù)變化保證電機輸出轉(zhuǎn)矩精確可控為外環(huán)提供快速、干凈的轉(zhuǎn)矩執(zhí)行通道?轉(zhuǎn)速環(huán)?以轉(zhuǎn)速指令與反饋之差為輸入輸出q軸電流指令控制電機轉(zhuǎn)速跟蹤抵抗負載轉(zhuǎn)矩擾動其核心是提供抗負載擾動的能力?位置環(huán)?以位置指令與轉(zhuǎn)子實際位置之差為輸入輸出轉(zhuǎn)速指令實現(xiàn)位置精確跟蹤是三環(huán)控制的最終目標。1.2 三環(huán)控制系統(tǒng)的信號流指令位置θ* → 位置環(huán)PID → 轉(zhuǎn)速指令ω* → 轉(zhuǎn)速環(huán)PI → q軸電流指令iq* → (id*通常設(shè)0) → 電流環(huán)PI → ud、uq → 反Park變換 → uα、uβ → SVPWM → 逆變器 → PMSM → 位置/轉(zhuǎn)速/電流反饋。其中電流環(huán)涉及d-q坐標系下的解耦控制需考慮交叉耦合項ωe·Ld·iq、ωe·Lq·id與反電動勢項ωe·ψf。二、PMSM數(shù)學(xué)模型與控制基礎(chǔ)三、三環(huán)PI/PID參數(shù)整定方法與步驟3.1 參數(shù)整定總體原則三環(huán)整定遵循?由內(nèi)而外、逐環(huán)設(shè)計?的經(jīng)典原則先整定電流環(huán)將其閉環(huán)特性等效后作為轉(zhuǎn)速環(huán)的已知環(huán)節(jié)再整定轉(zhuǎn)速環(huán)將其等效后作為位置環(huán)的已知環(huán)節(jié)最后整定位置環(huán)。反向整定或同時整定三環(huán)會導(dǎo)致收斂困難、耦合震蕩。3.2 電流環(huán)PI參數(shù)整定?設(shè)計目標?帶寬高、動態(tài)響應(yīng)快、無超調(diào)或小超調(diào)。?整定方法基于零極點對消的內(nèi)模法?忽略反電動勢與交叉耦合項的動態(tài)影響這些量變化緩慢視為擾動電流環(huán)被控對象近似為一階慣性環(huán)節(jié)與逆變器延遲環(huán)節(jié)的串聯(lián)。采用PI控制器時可將控制器的零點對消被控對象的極點得到?? 運行結(jié)果往期回顧掃掃下方二維碼