无刷直流电动机调速系统Windup现象与Anti-windupPI控制器

"无刷直流电动机调速系统Windup现象研究与控制，通过分析电流限幅和PWM调压环节导致的非线性饱和问题，提出了一种Anti-windup PI控制器设计，旨在抑制Windup现象并提升系统性能。" 文章详细介绍了无刷直流电动机（BLDCM）在调速过程中的一个重要问题——Windup现象。这种现象源于电流限幅和脉宽调制（PWM）调压这两个非线性环节的存在，可能导致控制器积分项的过度积累，从而影响系统的稳定性和动态响应。作者方红伟和夏长亮对此进行了深入研究，并提出了Anti-windup PI控制器的解决方案。 传统的PID控制器在面临Windup现象时，可能会导致超调增加、动态响应变慢，影响系统的稳定性。而Anti-windup设计的目的是在检测到控制器输出达到限幅时，限制或停止积分器的活动，以防止积分项的过度累积。根据系统的饱和状态，这种设计可以分为线性和非线性结构，后者通常包含非线性元素，如开关环节。 通过MATLAB仿真，作者展示了新提出的控制器在应对Windup现象时的优势，包括超调小、动态响应快速等优点。此外，仿真结果还证明了该控制器在电机外部负载扰动和内部参数变化（如电阻、电感和转动惯量）的情况下，仍能保持良好的抗干扰能力，保留了PID控制器的强项。 这篇首发论文对于无刷直流电动机的设计和调速系统性能的提升具有重要的参考价值。它不仅解决了实际操作中可能遇到的问题，还提供了理论依据和技术支持，有助于进一步优化无刷直流电动机的控制系统，提高其在工业、商业和家庭等领域的应用效果。关键词涉及无刷直流电动机、比例积分控制器、Anti-windup设计以及参数变化，反映了研究的核心内容。