電機學習筆記5——PMSM矢量控制PI參數整定(2)

在採用傳統無動態解耦控制時,uqu_qudu_d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uqu_qudu_d表達式:
UdUq表達式
對其取拉氏變換,得到
模型傳遞函數
由此可以畫出電機模型的傳遞函數: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idi_diqi_q的控制,而對電流的控制實際上是對udu_duqu_q的控制。由上圖可以看出,PMSM的dqd、q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:前饋解耦將電壓方程改寫爲如下,其中uduqu_d'、u_q'爲補償後的電壓,互相之間沒有耦合關係:
在這裏插入圖片描述
上式中:
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
式中的ω\omega爲電氣角速度。此處採用前饋解耦,式中的idiqi_d、i_q爲電流指令值。如果是採用反饋解耦,則爲idiqi_d、i_q爲電機的實際值。
於是可以求得:
在這裏插入圖片描述
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:
在這裏插入圖片描述

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