[科普中国]-变参数PI控制

简介

在一般的电机调速系统中都存在电流反馈和速度反馈，它们大多使用PI调节器，但是调节器参数的确定需要反复调试。如果靠直接在控制程序中不断地改变参数，则需要不断地停机，修改参数，再开机。这样效率低，得到的参数也不准确。1

变PI参数的调节用于直流调速系统，不仅能消除大信号启动时的转速超调问题，而且在抗负载扰动方面具有极强的鲁棒性，能最大限度地减少固负载突变造成的转速波动。目前使用的双闭环直流调逮系统，是按典型系统采用PI控制器串联校正来设计转速环和电流环的。其起动过程不可避免地要出现转速退饱和超调闻题，同时在反馈方案的处理上也只强调无静差的限流特性，没有考虑动态速降(升)问题，虽然人们采用了各种改进方法，但都存在着不少问题。2

控制器原理定义定义：

n=速差电压阈值，正实数a1=速率a(t)的下限设定值，a2=速率a(t)的上限设定值

变参数PI控制器的表达式：

控制器的参数改变通过电子开关①、②、③、④及⑤的状态组合来实现。其结构如图。下面讨论不同过程时该控制器的工作情况。

正向空载起动突加阶跃给定Uga，Ufa为初始值，e(t)>1，控制策略为u(t)=Emax且q(t)=0；开关①、②和③闭合，其余断开。电机以最大加速度起动。设定|a(t)|>a2。转速建立后，当|a(t)|>a2，开关①和③断开，⑤闭台，其余不变，控制变为PI调节。切换瞬间，电容c两端电压近似为零，同时e(t)也很小，因而此时A点的电位很低，确保了转速无超调地逼近给定值。稳定后，设定|a(t)|