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澳门永利官网棋牌.永磁同步电机磁场定向控制电流环PI调节器的参数整定

发布时间:2024-02-16 17:06:55 来源:永利澳门官网入口 作者:永利皇宫棋牌2023最新版本

产品介绍

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  要实现调节器的工程设计方法,首先要简化问题,突出设计的主要矛盾。 简化的基本思路就是把调节器的设计过程分成两步:

  选择调节器的结构,使系统能满足所需要的稳态精度,这是设计过程中的第一步。 由于III型及III型以上的系统很难稳定,因此常把I型系统和II型系统作为系统设计的目标。

  工程设计方法的原则是:先设计内环后设计外环,因此对于永磁同步电机磁场定向控制系统先设计电流内环PI调节器,将电流环校正为 典型I型系统 。

  对表贴式SPM永磁同步电机,多采用Id=0来进行控制,使定子电流全部用来产生电磁转矩。 由于dq轴电流内环具有对称性和相似的系统特性,所以d轴和q轴的电流调节器参数整定过程类似,本章节以q轴电流调节器参数整定为例进行设计。

  上图为控制系统电流环结构框图,q轴电流给定值iq*与q轴电流反馈值iq的误差为电流环的输入,该误差经过PI调节器输出q轴电压控制信号Uq,通过Uq控制电磁转矩。

  由上图,典型I型系统对数幅频特性的中频段以-20dB/dec斜率穿越0分贝线,只要参数选择能够保证足够的中频带宽度,系统就一定是稳定的。 典型I型系统中只包含开环增益K和时间常数T两个参数,时间常数T往往是控制对象本身固有的,系统唯一可变的只有开环增益K,设计时根据性能指标选择K的大小。

  但是上式也表明,K值越大,截止频率wc也就越大,系统的响应越快,但相角裕度越来越小,系统稳定性越来越差,系统快速性和稳定性之间存在矛盾,具体选择参数K时二者应折中处理。 工程设计时,一般参照典型I型系统动态性能指标参数表进行K值的选取。

  设定电流环采样频率为20KHz,即Ts=0.00005s,由电流环PI调节器参数计算公式得:

  截止频率wc=4550,相角裕度65.5度,与下表KT=0.5所述的系统性能指标一致,表明PI设计成功。

  同步旋转坐标系下的定子电流Id、Iq:电机启动时以设定的最大电流1A进行启动,当转速达到稳态值时电流立即降了下来,实现了理想最优的启动过渡过程,反映出电流参数设计成功,当然如果控制效果不好可以在工程设计参数的基础上进行参数微调。

  本章节采用工程设计的方法,推导出了电流环PI调节器参数的计算公式,由此来设计永磁同步电机磁场定向控制的电流内环PI调节器参数,并通过Matlab/

  ulink对设计的PI调节器进行了Bode图分析,最后通过一个设计实例进行了仿真验证,为后文的分析奠定基础。