在採用傳統無動態解耦控制時,和的指令值存在耦合項。上一個學習筆記中設計的設計方法是將其忽略,因此在最後設計的效果並不太好。目前,常用的解耦設計方法,有前饋解耦、偏差解耦以及內模控制。
採用前饋解耦方法
由電機在旋轉座標系下的數學模型可以得到和表達式:
對其取拉氏變換,得到
由此可以畫出電機模型的傳遞函數:
在永磁同步電機的矢量控制系統中,對轉矩的控制實際上就是對和的控制,而對電流的控制實際上是對和的控制。由上圖可以看出,PMSM的軸之間存在耦合項,如果不進行處理,會影響系統的控制效果。
前饋解耦的思想,是對D軸和Q軸分別進行補償,控制圖如下:將電壓方程改寫爲如下,其中爲補償後的電壓,互相之間沒有耦合關係:
上式中:
式中的爲電氣角速度。此處採用前饋解耦,式中的爲電流指令值。如果是採用反饋解耦,則爲爲電機的實際值。
於是可以求得:
再利用傳統PI控制器的設計方法來設計參數,理論上效果要好一些。那麼要在控制電路中添加前饋解耦的模塊: