PMSM调速系统PI控制器参数整定分析

"速度环仿真研究-beaglebone & beaglebone black中文入门指南" 本文主要讨论的是永磁同步电机（PMSM）调速系统中，PI控制器参数的整定方法，特别是关注速度环的相位裕度分析和仿真研究。在电机控制系统中，相位裕度是衡量系统稳定性的重要指标，它涉及到系统的响应速度和动态性能。 首先，文章介绍了速度环相位裕度的计算方法，给出了一种基于开环截止频率ωc的解析计算公式。这个公式考虑了PI控制器只能引入滞后相角的特点，并给出了PI校正前的速度环相位裕度。在工程实践中，通常会设定相位裕度大于40度以保证系统稳定性。接着，文章提到，在某些情况下，PMSM的摩擦系数B很小，可以忽略不计，这样速度环的PI控制器参数选择就会影响系统的稳态跟踪性能。为了消除转速静差，常取较大的积分系数。 在4.3节中，文章讨论了速度环相位裕度的取值范围，指出其应该介于2π/ω2和φ_max之间，其中φ_max是在特定条件下的最大相位裕度。如果摩擦系数B较小，那么φ_max2通常小于φ_max1。 4.4节则是速度环的仿真研究部分。文章列举了一个实际PMSM系统的参数，通过计算得出电流环闭环带宽，然后根据这个带宽确定速度环的开环截止频率。接着，通过解析计算得到了不同PI控制器参数下的相位裕度和速度环的阶跃响应特性。表3和表4展示了具体的数值结果。从这些结果中可以观察到，小积分系数可能导致静差或跟踪速度过慢，而增大积分系数虽然会增加超调量，但可以通过抗积分饱和设计来解决。 文章提供了一种考虑多种非理想因素的PI控制器参数整定方法，这种方法将频域参数、控制器参数和系统时域性能紧密联系起来，使得整定目标清晰明了，计算过程简单易行。通过仿真和实验验证，这种方法在PMSM调速系统中表现出有效性和可行性。