上一节讲了速度环参数整定的理论知识,这节讲下实际应用中速度环PI参数的整定方法。假如,有如下速度闭环系统:

pi配置centos pi配置锁定率_上升时间


其中,电机的极对数Pn=4;磁链 flux =0.0083;转动惯量J = 0.000258;系统本身的一阶惯性环节的时间常数为T= 0.00004s;这些都是系统的真实参数。假如我们调节速度环PI参数时,这些真实参数都不知道,那么该怎么调节PI参数呢?第一步,我们是知道电机的速度环是可以按典型II型系统整定的。而典型II型系统只要整定K和τ就可以,而我们前面推导出了K,τ,和并行PI速度环参数Kp,Ki的关系:

pi配置centos pi配置锁定率_PMSM_02


所以我们可以整定K和τ来反推Kp,Ki。但是我们并不知道极对数,磁链等参数,怎么反推呢?

没关系,我们给这些参数赋个大概的值就行了,他并不影响最终整定的PI参数,假设 Pn = 10,

磁链 flux = 0.83;转动惯量 J = 0.001;来反推 Kp,Ki。

第二步: 先把中频带宽调大,这样增益K就比较好调。 所以让低频带宽变小,来增大中频带宽,一
般 设置低频带宽为1,那么转折频率wc = 10^1 = 10rad/s,微分环节的时间常数
τ =1/wc = 0.1,这样τ就确定了。

第三步: 然后调节开环增益K,从小到大,试 pi配置centos pi配置锁定率_PMSM_03 ;在K值变换的过程中,系统
的阶跃响应是从震荡->不震荡 ->震荡,我们找出在K较小时,出现一个震荡的K值,然后找
出在K较大时,出现一个震荡的K值。本例中分别是pi配置centos pi配置锁定率_PMSM_04,那么我们的K可以设
pi配置centos pi配置锁定率_阶跃响应_05

第四步: 实际上我们可以把上面的7.2-4 = 3.2看做是中频带宽h,推导出系统的一阶惯性时间常
数:log(1/T)-log(1/0.1)=3.2,推出时间惯性环节的时间常数T= 0.00006。

第五步: 开环截止频率wc的计算,h/2 = log(1/T)-lg(Wc) ,wc = 418rad/s = 67Hz约等于闭环截止频
率wb。如果想提高速度环的带宽可以把中频带宽减小,然后重复第3步。计算出K
速度环的带宽也可以,通过上升时间tr求得f = 0.35/tr

按照上述速度环PI参数的整定方法,不仅可以得到速度环Kp,和Ki参数,而且还能计算出当前的速度环的带宽。