发布时间 : 星期三 文章无刷直流电机电流滞环控制策略仿真更新完毕开始阅读ecdbbe8433d4b14e852468ac
江苏科技大学本科毕业设计（论文）
3.3.1 PID调节器的原理
PID（比例积分微分）在我们身边的各个领域都可以见到它的身影，如自动控制原理、运动控制系统等控制方面，是一个常见的数学物理术语。在控制系统的设计过程中，最主要的内容是对是PID控制器的参数的一个整定过程。它主要是依据被控制进程的特征来确定PID控制器的参数：比例系数、积分时间和微分时间，其大小就跟这个过程有关。对PID控制器参数整定有许多方式来设定，归纳起来有一下两种：其一是理论计算整定法。这种方法跟其数学模型有关联，通过一系列的理论计算过程来准确的设定系统控制器的参数。但在某些场合，我们还需要需要根据工程实际情况来进行详细的调整设定并改变。其二是工程整定方法。对于这种方法，它不能被系统的归纳出来，由于工程实践中积累的经验有很大联系，如果经验丰富，你会发现这种方法非常的简单易用，在各种工程实际运用过程中总有它的身影，非常广泛。就其工程整定的方法，又可以细分为一下几种：临界比例的方法、反应曲线的方法和衰减法。三种方法的特点都不大相同，但也有相同的地方，那就是在工程整定的过程中都是首先通过试验来分析，之后根据工程实践中的经验所得出的公式来对控制器参数进行整定。所有的这些方法所得的控制器的参数并不尽如人意，在工程最后我们都需要做最后的调整设定与改善。现在一般采用的是临界比例法。
数字PID控制器的控制作用有以下几种： （1）比例调节器； （2）比例积分调节器； （3）比例积分微分调节器。
3.3.2 双闭环PI调节的分析
论文中无刷直流电机双闭环系统用到的是数字PI调节器，PI调节器是电力拖动自动控制系统中最常见的一种控制器，在微机数字控制系统中，当采样频率足够高时，可以做一下的过程来处理：第一步根据模拟控制系统的设计方法来对调节器进行策划，然后再对其进行离散化，最后得到的数字控制器的算法，这里所描述的过程就是模拟调节器的数字化。
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PI调节器的传递函数如式（3-1）所示，
WPI(s)?KP?1KP?s?1? （3-1） ?s?s式中 KP——PI调节器的比例放大系数； ?——PI调节器的积分放大系数。
采用模拟控制是，可用运算放大器来实现PI调节器，其线路原理和特性如图3-6所示
图3-6 比例积分（PI）调节器的原理和特性
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第四章 基于MATLAB的无刷直流电机电流滞环控制
4.1 MATLAB/Simulink的介绍 4.1.1 MATLAB的简介
MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。它是美国的一家公司发布的，它是一种现代高科技的运用于计算的环境，它的主要面向对象是对于那些当今的科学计算、设计程序等等。它在当今的高科技生产实践中占据了领先的地位，其中最主要的原因是它的功能非常强大，比如说在数据分析方面、对电机的控制系统的仿真与建模等方面都发挥了很大的作用，而且还很好的解决了科学和控制等过程中存在的各类问题。
MATLAB是我们常用的三大软件之一，用它来处理问题相比于其他的软件来说要相对容易的多，而且功能强大，基于以上诸多优点，所以它在我们生活和社会生产中的应用非常广泛。特别是在数学数值的计算的领域它发挥了巨大的潜能。我们用户用它主要是用来实现数据的计算、信号的检测、图像的处理的功能等等。
4.1.2 Simulink的优点与创建模型步骤
在MATLAB中的SIMULINK的环境下，我们可以使用它仅仅用很简单的操作就能完成对电机的控制系统的建模还有仿真的功能。其中，相对于其他的很多应用软件来说，SIMULINK拥有很多的长处，比如说：
（1）适应面广。可构成的系统包括：线性、非线性系统；离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统。
（2）它的结构是采用分层的方式而且很简单、条理清晰，因此，它适用于很多方面的设计。
（3）仿真更为精细。它的运作环境下有很多的模块，其中有不少的模块和实际应用中的差不多，为我们用户提供了很多的方便。
（4）在它的环境下提供的多种模型能够很好的进行硬件方面等的移植。 创建动态系统Simulink模型一般步骤如下：
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（1）我们首先把电机控制系统的方程全部给描述出来。 （2）然后我们再打开它的模块，在它的环境下工作。 （3）为待建模型，开启空白模型窗。
（4）我们依据所学的理论上的模型，在空白的地方选择我们电机控制系统的模块。
（5）如果我们选取的模块不太恰当的话，我们可以首先把那些对系统的结构有影响的参数给设定好。
（6）然后我们再依据所学的理论上的模型把控制系统的各个模块之间的信号给连接在一起。
（7）最后我们对整个电机控制系统考虑，把它之中的不是结构的参数给设定好。
（8）我们依据以往经验把电机控制系统的仿真的开始和终止时间等待都给设定好。
（9）然后很好的保存为了方便找到它我们给它取个适当的名字。 （10）建立好电机控制系统的各个模块之后，我们可以对它进行一定的调试工作。
（11）调试完之后为了研究的使用我们把它给保存好。
4.2 无刷直流电机电流滞环控制系统各模块的建立 4.2.1 电机本体模块
我们通过分析研究了解一定的无刷电机的数学模型，我们对电机控制系统的各个模型剖析然后我们使用SIMULINK对其进行仿真和建模，下图4-1所示就是电机控制系统的框图。该系统采用双闭环控制的方法，其中转速环是由PI控制器来控制的，电流环是由滞环调节器来对其进行控制的。
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