永磁同步电动机调速系统pi控制器参数整定方法-电工技术学报.pdf

20 14 年 5 月 电 工 技 术 学 报 Vol.29 No. 5 第 29 卷第 5 期 TRAN SACTION S OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY May 20 14 永磁同步电动机调速系统 PI 控制器参数整定 方法 王莉娜 ,朱鸿悦 , 杨宗军 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院 北京 100 19 1 摘要 针对永磁同步电机 （PMSM ）调速系统 基于 PMSM 调速系统的频域模型 推导出 了电流和速度 PI 控制器参数的解析计算式 推导过程考虑了逆变器、死区、延时、反馈滤波器及 其他非理想因素的影响 并结合工程实际 明确界定了电流环和速度环的开环截止频率和相位裕 度的合理取值范围。根据系统性能要求 设定期望的电流环和速度环开环截止频率和相位裕度 通过所提出方法 可解析计算 PI 控制器参数；也可根据设定的 PI 参数 反计算系统的开环截止 频率和相位裕度 对设定的 PI 参数的性能进行预评估。该整定方法建立了系统频域参数、控制 器参数和系统时域性能的联系 整定目标直观明确 且参数物理意义明确 计算过程简单易实现。 文中通过大量的仿真表明了所提出方法的正确性 实验结果也验证了该整定算法有效可行。 关键词：永磁同步电机 PI 控制器 参数整定 截止频率 相位裕度 图分类号：TM35 1 Tuning Method for PI Controllers of PMSM Driving System Wang L ina ,Zhu H ongy ue , Yang Zongj un Beihang University Beij ing 100 19 1 China Abstract Based on the model of permanent magnet synchronous motor(PMSM) speed regulating systems in frequency domain, closed form expressions for current and speed PI controller parameters are derived. Combined with practical engineering, the design procedure has considered the influences of inverter, dead time, time delay, feedback filters and other non-ideal factors and clearly defined the reasonable range of open-loop cut-off frequencies and phase margins for the current loop and the speed loop . According to the system performance requirements, the proposed method achieves PI controller parameters by setting the desired cut-off frequencies and phase margins of the current loop and the speed loop . It can also inverse-calculate the cut-off frequencies and phase margins to evaluate the performance of the given Kp and Ki paramet