永磁型无轴承电机悬浮系统pid-pd控制

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1、第45卷第10期电力电子技术Vo1．45．No．102011年10月PowerElectronicsOctober2011永磁型无轴承电机悬浮系统的PID-PD控制姜海博，黄进，康敏，程帅(1．浙江大学，电气工程学院，浙江杭州310027；2．浙江科技学院，电气学院，浙江杭州310013)摘要：PID控制器被广泛应用于控制各种稳定的系统，其参数可采用ZieglerNichols的方法进行确定，但对于不稳定系统采用PID控制，一般需进行大量的调试工作。此处采用双环PID控制，先将系统内环转化为稳定的控制模型，再通过外环控制器改善系统性能，针对永磁型无轴承电机(

2、PMBM)的数学模型，设计了PID．PD控制器。此处给出了无轴承系统PID．PD控制与传统PID控制间的关系，即该方法可用于永磁无轴承电机调试现场中PID参数的预估．仿真和实验证明了该方法的可行性。关键词：永磁无轴承电机；比例．积分微分控制；悬浮力中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：1000—100X(2011)10—0ll4—03ThePID-PDControlforPermanentMagnetBearinglessSystemJIANGHai．bo，HUANGJin，KANGMin，CHENGShuai。(1．ZhejiangUniversi

3、ty，Hangzhou310027，China)Abstract：PIDcontrolleriSwidelyimplementedinallkindsofstableprocesses．anditscoeficientscouldbederivedbymanyalgorithmslikeZieglerNichols，whilePIDforunstableprocessislesscommon．PID—PDcontrollerisadopted．Theinnercontrollerisaimedtostabilizetheunstableprocesswhil

4、etheouterloopcontrollerisusedtoimprovetheper—formanceoftheoverallsystem．Accordingtotheanalyticalmodelofpermanentmagnetbearinglessmotor，PID-PDcon—trollerisdesigned．Besides，therelationshipofthisschemeandtheclassicPIDcontrollerinbearinglesssystemisana—lyzed，anditisindicatedthatthecont

5、rolstrategymentionedcouldbeusedfortheapproximationandpredictionofcon—ventionalPIDcoefficients．Thesimulationresultandtheexperimentsresultsverifythefeasibilityofthegivenmethods．Keywords：permanentmagnetbearinglessmotor；proportionintegrationdiferentiationcontrol；suspensionforceFoundati

6、onProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50677060)；ScienceandTech—nologePlanofZhejiang(No．2008C21163)l引言此处首先建立了PMBM的悬浮力模型．提出了针对无轴承电机的悬浮控制系统的PID．PD控无轴承电机是一种结构新颖的磁交流悬浮电制策略，与传统的PID仿真结果进行对比，实验结机，其控制系统稳定悬浮运行的关键是实时地根果验证了算法的有效性。据转子径向位移准确地产生悬浮力。目前无轴承悬浮系统中大多采用PID控制实现。

7、由于无轴承2PMBM悬浮力模型电机的悬浮子系统开环不稳定．PID参数选择较一台无轴承电机的悬浮力由可控悬浮力和单困难。目前已有多种针对开环不稳定系统的控制边拉力两部分组成。算法II_。此处借鉴参考文献【5】中针对一阶不稳定忽略电机磁路饱和。对于一台转矩绕组为一时延系统提出的PID．PD双环控制策略，对PMBM对极，悬浮绕组为两对极的PMBM，转子磁场定向悬浮系统进行控制。首先通过其内环的PD控制之后，忽略转矩平面口轴方向磁链，可控悬浮力和器将系统转化为一个稳定系统．然后通过调节外悬浮绕组电流的关系可以写为：环的PID参数改善系统的控制性能。达到最终的rr=—

8、—一ils，=——一。(1)控制目标。2g0、／￡l