永磁同步电机调速系统PI控制器参数整定方法

“电流环仿真研究-beaglebone & beaglebone black中文入门指南” 本文主要探讨的是永磁同步电动机（PMSM）调速系统的PI控制器参数整定方法，由王莉娜、朱悦和杨宗军在2014年的《电工技术学报》中发表。他们基于PMSM调速系统的频域模型，推导出电流环和速度环的PI控制器参数的解析计算公式，同时考虑了逆变器、死区、延时、反馈滤波器和其他非理想因素的影响。 在3.3章节中，作者分析了电流环的相位裕度范围。相位裕度是衡量控制系统稳定性的关键指标，它与系统的稳定性和动态响应性能密切相关。通过数学表达式，作者指出开环传函的相位裕度并定义了其合理的取值范围，即20°< 相位裕度 ≤ 90°（用式(39)表示）。PI控制器的相位通常小于0，因此这个范围适用于不同的情况。 在3.4章节，作者进行了电流环的仿真研究。以一个实际的PMSM系统为例，给出了电流环PI控制器参数kcp、ki的合理取值范围。通过对比不同频率下的反向频率ωr，计算出理想情况下的PI控制器参数，并在特定条件下（ωr=kcp）比较了两组参数的效果。结果显示，反向频率ωr的增大导致kcp减小。当满足特定条件（ωr=kcp，且O+c远小于其他频率分量）时，两组参数计算的结果接近。 文中通过表格和图表展示了不同参数设置下的电流环闭环频响特性及单位阶跃响应。例如，当ωr=kcp时，两种PI参数配置的电流环性能相似。这些仿真结果验证了所提出的整定方法的有效性。 该整定方法的独特之处在于它建立了系统频域参数、控制器参数和系统时域性能之间的直接联系，使得整定目标明确，参数具有清晰的物理意义，且计算过程简便，便于实际应用。这种方法不仅可用于计算PI控制器参数，还可以反向计算系统的开环截止频率和相位裕度，从而预估PI参数的性能。 这篇论文提供了一种实用的PMSM调速系统PI控制器参数整定策略，通过仿真和实验结果证明了其正确性和可行性，对于理解和优化PMSM控制系统的设计具有重要的指导价值。