开关磁阻电机pid控制参数的整定方法

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1、开关磁阻电机PID控制参数的整定方法1研究?开发龚晟，孙明(华南理工大学电力学院,510640)摘要:本文介绍了开关磁阻电机的控制原理以及PID控制方法,并进而说明了PID参数的整定方法。对传统PID参数整定方法进行改进'得到参数自整定的PID控制方法可以使SRM控制系统的性能得到提高。关键词:开关磁阻电机;PID控制;参数整定中图分类号:TM352TM30112文献标识码:B文章编号:1004-0420(2004)01-0009-03ParameterascertainingofPIDeontrolofswitchedreluctancemotorGONGShen

2、g?SUNMing(TheSouthChinallniversityofTechnology‘510640)Abstract:ThispapermakesasummaryofthecontrolprincipleofswitchedreluctancemotorandthePlDcontrolmethod,andfurthergivesanintroductionofparameterascertainingofPIDeontrol.Fromrefiningtraditionalparame2terascertainingmethod,theself-ascerta

3、iningmethodcanbeobtained,andmeanwhilethismethodcanimproveper2formanceofthewholesystem.Keywords:switchedreluctancemotor;PIDcontrol;parameterascertaining0概述开关磁阻电机（SwitchedReluctanceMotor,以下简称SRM）诞生于160年前，但由于开关器件的不成熟，直到上世纪七十年代,SRM才真正得到快速发展。如今，在研究和应用中,SRM的优秀特性越来越受到广泛重视，而且应用领域不断扩大。在国外较早得到应用

4、的领域有:矿山机械、航空发电机、电梯、电动汽车、洗衣机、食品加工机、火车空调机、织布机等。SRM调速系统是一种高可靠性、高效率的全新交流调速系统。本系统在可靠性方面大大优于变频调速系统,在可控性方面，又可与直流调速相媲美⑴。PID控制是早期发展的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业控制。随着现代控制的发展,PID也不断提高，并赋予了新的意义。PID控制非常适用于SRM调速系统，但传统的PID参数整定方法无法使SRM在全运行范围内都达到良好的控制效果，这就需要研究参数自整定的方法。本文从此需要出发，介绍了传统的参数整定方法，进而提出了新的

5、参数自整定方法。1开关磁阻电机控制方法SRM的控制分起动、稳定运行、制动三个阶段。控制方法上又分电流控制、电压控制、变结构控制、磁通控制以及各种和现代控制相结合的方法[2],但是实现的最简单有效的途径仍然是PID控制。图1是一个SRM系统的Matlab/Simulink仿真框图。该框图描述机械方程Te-Fw-Tout=J'图屮iref为电流限幅斩波值,Tout为外部输出dt转矩,SR表示电机内部运行特性丿为转动惯量,F为损耗转矩与角速度增量的比例系数。Start框为电机起动方式。对于SRM來说，起动是一个具有挑战性的问题，可以在此框内进行各种起动策略的仿真。如果暂不

6、研究此问题，可以在框图中设定一个起动低速，当电磁转矩产牛之前，电机—9?1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.按设定的低速运行，当转动至9on位置时，电机产生电磁转矩，电机开始加速直至达到稳定高速O图1SRM系统Simulink仿真总框图制器的参数的经验公式，这一公式至今还被广泛应用。很多参考书及文献中都有Ziegler-Nichols参数整定算法，这里不详细介绍了。然而ZN设定方法设定出来的PID控制器，在设定点响应中经常会得出很强的振荡曲线，且超调往往很大,因此有必要对其进行改

7、进。以下方案对比例分量进行相应的调节：u(t)=KP[(Pr-y)4-TI()jOetdt+2传统PID参数整定方法211PID控制器的基本原理0Jdt(2)PID(ProportionaKIntegralandDifferential)控制器本身是一种基于对“过去”、“现在”和“未来”信息估计的简单控制算法⑶。图2为PID控制系统原理框图。其控制规律为：u(t)=KP[e(t)+改方案把微分动作放到输出信号去完成，并对比例输入部分进行修正。它引入了规范化的死区T时间常数P二和规范化的一阶吋间常数入=TTI()fOetdt+t0Jdto式2中B可以按下37p-4