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学习型组织构建的双环模型
作者：佟文静
来源：《管理学家》2012年第06期
学习型组织之父彼得·圣吉在其《第五项修炼—学习型组织的艺术与实践》一书中提出，创建学习型组织必经五项修炼：自我超越、改善心智模式、建立共同愿景、团队学习和系统思考。
对承担学习型组织建设的学习发展管理者或培训管理者而言，五项修炼只是一种建设学习型组织的“内功心法”，如果用五项修炼直接开展学习型组织的建设，往往存在无从下手的现象。
在笔者看来，学习型组织建设是个系统工程，在五项修炼这一“内环”基础上，从学习发展体系、对外协作体系、知识管理体系三个方面入手，企业文化和经理人两个杠杆配合，可以形成学习型组织创建的“双环模式”，推动学习型组织的建设。
在创建学习型组织的“双环模式”中，“外环”从组织层面，强调学习发展、知识管理、对外协作、经理人和企业文化五大方面的构建；“内环”以“五项修炼”为理论基础，帮助团队和个人通过培训、学习、沟通、分享多种方式，实现自我超越、心智模式的改善、团队学习、共同愿景的树立，并不断训练与养成系统思考的思维方式。内外环同时联动，在组织层面搭建体系、塑造氛围，在个人/团队层面开放心态，提升学习技巧，转变成学习型员工和团队，保证学习型组织建设落到实处。
“外环“建设五个重点
学习发展体系：密联员工发展和业务战略
一流的培训体系是构建学习型组织的基石。抛弃以往培训事务专家角色，将组织的培训体系定位为学习发展体系，尽快转型为员工发展顾问、业务合作伙伴以及变革推动者，才能最先纠正学习发展部门在学习型组织创建中的角色定位。在此基础上，围绕学习型组织创建的五项修炼需求，去搭建或完善企业的课程体系，讲师体系和运营体系，将学习型组织的基因植入到学习发展体系的各个环节中，才能形成学习型组织创建的第一道推手。
知识管理体系：打造内部“知识引擎”
课程设计 题目直流双环系统（二）的设计及仿真 分析（四） 学院自动化学院 专业自动化专业 班级 姓名 指导教师 2013 年12 月30 日
课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 自动化学院 题 目: 直流双环系统（二）的设计及仿真分析（四） 初始条件： 有一转速、电流双闭环控制的H 形双极式PWM 直流调速系统，电动机参数为： 200,48, 3.7,200/min N N N N P W U V I A n r ====，电枢电阻 6.5a R =Ω，电枢回路总电阻8R =Ω，允 许电流过载倍数2λ=，电势系数0.12min/e C V r =?，电磁时间常数0.015l T s =，机电时间常数0.2m T s =，电流反馈滤波时间常数0.001oi T s =，转速反馈滤波时间常数 0.005on T s =，调节器输入输出电压**10nm im cm U U U V ===，调节器输入电阻040R k =Ω， 电力晶体管的开关频率1f kHz =，PWM 环节的放大倍数 4.8s K =。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 试对该系统进行动态参数设计。设计指标：稳态无静差，电流超调量5%i σ≤；空载起动到额定转速时的转速超调量20%n σ≤，过渡过程时间0.1s t s ≤。画出系统结构框图并计算： (1) 电流反馈系数β和转速反馈系数α； (2) 设计电流调节器，计算电阻和电容的数值（取040R k =Ω）； (3) 设计转速调节器，计算电阻和电容的数值（取040R k =Ω）； (4) 让电机带载（2dL I n ∝，风机泵类负载）启动到额定转速，观察并录下电机的转速、电流等的波形，并进行分析。
基于准PR双环控制的单相逆变器的设计与研究 发表时间：2019-05-13T16:06:17.847Z 来源：《知识-力量》2019年8月26期作者：王思正 [导读] 本文对单相全桥SPWM逆变器进行了系统的建模与分析，结合运动控制系统的设计思路，引入了电压外环PR控制、电流内环PI控制的双闭环的控制策略，利用极点配置法设计出了所引入的控制器的参数。在MATLAB中对整个系统进行simulink仿真。 （中南大学，湖南长沙 410000） 摘要：本文对单相全桥SPWM逆变器进行了系统的建模与分析，结合运动控制系统的设计思路，引入了电压外环PR控制、电流内环PI控制的双闭环的控制策略，利用极点配置法设计出了所引入的控制器的参数。在MATLAB中对整个系统进行simulink仿真。仿真结果证明，基于准PR双环控制的单相逆变器，即使在有负载扰动的情况下，也能够在稳定的基础上具有良好的动态性能与稳态精度。 关键词：电力电子技术；逆变器；PR控制；极点配置；双闭环 引言 随着数字电路控制技术的不断发展，其开关频率可以设置的很大，使得SPWM逆变器的输出电压的谐波分量高频化，进而我们可以使用体积很小的滤波器就可以获得失真度很小的正弦波。但受到死区效应、A/D转换和非线性负载等因素的影响，会使得逆变系统的输出电压发生畸变。事实上，无论是电网，还是在我们的生活中，大部分的负载都是非线性负载，所以我们必须引入适当的控制器，来减弱或者消除这种影响。 针对传统电压电流双闭环控制方案存在的问题，结合所学知识，考虑到自动控制理论的基本原理——内模原理，本文外环采用准PR控制，提高系统的稳态精度，内环采用经典的PI控制，用以改善系统的动态性能。 1逆变器的数学模型分析 单相全桥逆变器在中大功率场合得到广泛应用因此本文主要对单相全桥逆变器进行研究。常见的单相全桥逆变器的拓扑，主要有直流侧、逆变桥及输出L-C滤波器组成。 1.1逆变桥的建模 1.2 LC滤波结构建模 为便于对逆变器的结构进行分析仅考虑负载端LC滤波低通部分，由滤波器的结构可以得到如下动态空间表达式： 。对于逆变器的LC滤波部分，将输出电压Uin作为输入量，将电容两端的电压Uo作为输出量,电感电流iL作为电流内反馈信号，输出电压Uo作为电压外反馈信号，建立单相逆变器输出滤波部分的电路等效框图如图1所示： 图1：单相逆变器LC滤波结构框图 2逆变器的双闭环控制 2.1逆变器的双闭环控制分析 LC滤波系统的闭环传函：。可知，r很小，系统的阻尼比很小，极易产生震荡，因此必须采用闭环控制提高系统的阻尼比，改善系统的的性能。通常采用双闭环控制，双闭环控制能够在保持系统稳定的基础上极大地改善系统的动态性能和稳态精度。 传统的双闭环控制，内环调节器采用比例控制，外环调节器采用PI控制，这样虽然也能起到改善系统性能的目的，但PI控制并不能无差的跟踪正弦信号，因此本文电压外环采用准PR（比例谐振）控制，它可以无差的跟踪正弦信号，进一步提升系统的稳态精度。内环采用
直流电机转速电流双闭环调速系统实验 一、 实验目的 通过实验了解直流调速系统的原理及一般组成结构，会设计并调节速度电流双闭环PID 参数。 二、 实验系统结构 本系统由以下模块构成： DSP2407以及相应的接口电路构成的控制板卡一块 电机驱动板卡一块 直流电机一个 负载轮一个 计算机一台 DSP 仿真器一个 图1 系统结构框图 图2 根据图1设计的DSP 控制板（带驱动板，可直接控制直流电机）
图3 系统组成 速度电流双闭环PID控制的程序结构如图： 提供DSP编程的编译环境，寄存器等相应设置配置完成，只需要学员自己 写PID控制程序。
图5 程序编程环境 三、实验要求 掌握直流电机的基本构成机原理、掌握利用PWM调速的原理、掌握数字PID的原理及应用、掌握双闭环调速的原理、掌握直流调速系统的构成、掌握DSP控制系统的原理及构成。 四、实验步骤 1、调节PWM占空比，观测电机电流值的变化情况。 调节DSP2407程序中的PWM占空比参数值，通过电流传感器采集电机的电流，经过A/D以后进行观察。 目的：了解对电机调速，实际就是改变PWM控制的占空比，改变直流电机的电流，从而改变直流电机的速度。 2、取消电流反馈，以单闭环PID控制电机速度。 以光电码盘数据计算的速度为反馈，设计一个数字PID控制器，控制电机以一定的速度转动。 3、速度电流双闭环控制。 加入电流反馈，设计双闭环的PID速度电流控制器。 4、位置、速度、电流三环PID控制。 加入位置控制环，设计上升下降曲线，使电机准确可靠运行。 五、实验评分 利用DSP编译器对变量的记录，可以方便显示PID算法的响应结果图， 根据响应曲线的特性，对PID算法的好坏进行评价。
摘要：介绍了采用AT89C51作为控制器核心，晶闸管触发和转速测量等环节都实现全数字化的微机控制电动机双闭环调速系统。较详细说明了调速系统的硬件组成和软件设计。 关键词：AT89C51；直流电动机；调速系统 0 引言 进入20世纪80年代后，因为微电子技术的快速发展，电路的集成度越来越高，对运动控制系统产生了很重要的影响，运动控制系统的控制方式迅速向微机控制方向发展，并由硬件控制转向软件控制，智能化的软件控制将成为运动控制系统的一个发展趋势。运动系统控制器的实现方式在数字控制中也在向硬件方式发展。在软件方式中也是从运动系统的外环向内环，进而向接近电动机环路的更深层发展。目前，运动系统的数字控制大都是采用硬件与软件相结合的控制方式，其中软件控制方式一般是利用微机实现的。本文介绍了采用AT89C51作为控制器核心，晶闸管触发和转速测量等环节实现的全数字化的微机控制电动机双闭环调速系统。 1 微机控制电动机双闭环调速系统原理框图 采用AT89C51作为控制器核心，晶闸管触发和转速测量等环节都实现全数字化的微机控制电动机双闭环调速系统结构原理框图如图1所示，其内环是电流反馈及控制环，外环是电动机转速反馈及控制环，内环和外环的调节都是由AT89C51 单片微机软件完成数字PI控制律的运算。 由图1可知系统中设置的转速和电流两个调节器，为了获得良好的静、动态性能，两个调节器都采用PI调节器。这种双闭环调节器结构能恰当发挥电流截止负反馈和转速负反馈的作用。再加上微机控制系统能采用高分辨率的数字触发器和高精度数字测速装置，可以更好地满足高性能工业传动的要求。
2调速系统的硬件组成 系统的主电路是晶闸管三相全控桥，直流电动机。晶闸管触发脉冲的产生和移相由微机控制电路输出。转速的检测采用数字测速器，它是用微机读取与电动机联轴的光电编码器输出的脉冲数，经微机计算后得出转速值。整个系统的硬件结构如图2所示， 2.1 使用的主要芯片 AT89C51单片机：用作系统的监控，读取采样数据，进行PI运算，输出控制量。 8253：可编程定时计数器芯片，具有3个16位定时计数器，用于数字测速和数字触发移相。 8155：可编程I／O接口扩展芯片，用于输出三相全控桥六个晶闸管的双脉冲触发信号，并保证触发脉冲与三相电网的同步。256个片内RAM用于存放采样数据。 8279：可编程键盘、显示接口芯片，用于转速设定值和电动机起／停控制命令的读入以及电动机运行中转速、电流和系统监控状态的显示。 ADC0809：8位A／D转换芯片，将电枢电流Id的值转换为数宇量。 2.2 数字移相触发脉冲输出电路
基于Buck变换器的双环开关调节系统的设计和仿真 【摘要】Buck电路是一种降压斩波器，降压变换器输出电压平均值V o等于占空比乘以输入电压Vin。通常电感中的电流是否连续，取决于负载的大小，所以简单的BUCK电路输出的电压不稳定，一旦负载突变会造成严重后果。加入闭环控制系统，输出电压经采样环节后和参考电压比较，同时在此基础上引入电流反馈，得到的误差信号送至控制器，控制器输出信号送至PWM环节和锯齿波时钟信号比较，改变占空比d即可调节开关变换器的输出电压，达到稳定电压的目的。 【关键词】Buck电路；闭环控制；PWM环节 1.引言 随着电力电子技术的迅速发展，高频开关电源变换器已广泛应用于计算机、电信、航空航天等领域。其核心是电能形式的变换和控制，并通过电力电子电路实现其应用。Buck变换器是开关电源变换器中最常见的一种，主要应用于低压大电流领域，有众多拓扑。但简单的Buck电路输出电压不稳定且会受到负载和外部的干扰。为了达到稳定输出电压的目的，在电压反馈的基础上引入电流反馈实现双环控制，获得较好的动态性能。 2.Buck变换电路控制系统的基本原理 2.1 单闭环调节系统的设计和主电路模型 具有电压控制的Buck变换器开关调节系统如图1所示，主电路为Buck变换电路[1]，控制电路采用电压负反馈。在负反馈电路中，输出电压U经采样后与给定的参考电压U比较，得到误差信号Ue送至控制器，控制器输出信号Uc 送至PWM环节，与PWM环节中的振荡器产生的锯齿波时钟信号比较，使比较器输出周期不变，脉冲宽度即占空比d受Uc调制的一系列脉冲信号，再通过驱动器将脉冲信号放大，控制变换器的功率开关器件的导通与关断。由于电压和负载发生变化，或系统受到其他因素干扰使输出电压发生波动时，通过负反馈回路[2]可调节开关变换器的功率器件在一个开关周期内的导通时间，达到稳定输出电压的目的。 2.2 双环开关调节系统的设计 为了克服单环系统在控制和环节上的延迟，在电压反馈的基础上引入电流反馈实现双环控制，可获得较好的动态性能。双环开关调节系统[3]框图如图2所示。电流控制环是由开关变换器﹑电流采样器I/V、电流控制器和开关控制器组成。电流采样器的作用是将主电路的电感电流iL或功率开关管的电流或整流二极管的电感电流变换为电压信号URs。BU是电压控制器，其作用是将输出电压U与参考电压Uref相比较产生误差电压信号UCP，为电流控制环提供控制信号。
华中科技大学 硕士学位论文 PWM逆变电源双环控制技术研究 姓名：何俊 申请学位级别：硕士 专业：电力电子与电力传动 指导教师：彭力 20070209
摘要 逆变器作为UPS系统的核心部分，要求它能够输出高质量的电压波形，尤其是在非线性负载情况下仍能够得到接近正弦的输出波形，因此各种各样的逆变器波形控制技术得以发展。其中瞬时值反馈控制技术是根据当前误差对逆变器输出波形进行有效 的实时控制，如果控制器设计合理，则既可以保证系统具有较好的稳态性能，同时可 以保证系统具有较快的响应速度。本文主要研究内容是PWM逆变电源电流内环电压外环双环控制技术，对逆变器双环控制进行了理论分析，并结合仿真和实验对其控制 性能进行了深入的研究。 基于状态空间平均法给出了PWM逆变器的传递函数形式和状态方程形式的数学模型，详细分析了死区效应、过调制和非线性负载对单相全桥逆变器输出电压的影响，指出减小输出阻抗是增强系统非线性负载适应能力的合理方案。 分析比较了电感电流内环电压外环和电容电流内环电压外环两种双环控制方式， 提出了带负载电流前馈补偿的电感电流内环电压外环双环控制方式，重点研究了逆变器电容电流内环电压外环双环控制。依据电流内环所采用调节器的不同，分别讨论了 电流内环采用P调节器、电压外环为PI调节器和电流内环、电压外环均为PI调节器两种双环控制方式。采用极点配置的方法设计控制器参数，在闭环系统配置相同的阻 尼比和自然频率的前提下对两种双环控制方式进行仿真比较。仿真结果表明电流内环和电压外环均采用PI调节器的逆变器双环控制方式能够达到较好的动、静态特性， 特别是其非线性负载带载能力较强；电流内环采用P调节器、电压外环为PI调节器的逆变器双环控制方式稳态性能较好，但其抗非线性负载扰动能力不及电流内环和电压外环均采用PI调节器的双环控制方式，理论分析和仿真结果表明增大双环控制系 统的期望自然频率可以改善系统的抗非线性负载扰动能力。 基于理论分析和计算，在一台样机上进行电容电流内环电压外环的双环模拟控制 实验，实验结果与理论分析相符。 关键词：PWM逆变器双环控制极点配置模拟控制
三相并网逆变器的双环控制策略研究 1引言 随着新能源发电在全世界范围内应用越来越广泛，并网发电技术也成为一个重要的研究方向[1-5]。而新能源如太阳能电池、燃料电池以及小型风力发电都需要采用并网逆变器与电网相连接。通常并网逆变器采用高频PWM调制下的电流源控制，从而导致进入电网的电流中含有大量高次谐波，一般会采用L滤波器进行滤除，但是目前一些研究文献[6-7]提到LCL滤波器具有比和L型滤波器更理想的高频滤波效果。从而常被用于大功率、低开关频率的并网设备，同时基于LCL滤波器的控制技术也成为新的研究热点之一。 尽管LCL滤波器滤除高次谐波效果明显，但是LCL滤波器是一个谐振电路，其谐振峰对系统的稳定性以及并网电流波形质量有很大的影响，如何设计控制器使系统稳定运行是必需解决的问题。在这种情况下基于电流双环的控制策略被提出来，同时文献[8][9]都提出了引入滤波电容电流内环的电流双环控制策略的可行性，并没有提出电流双环控制器的设计方案以及分析内外环的比例参数对系统的系统稳定性以及谐波阻抗的影响。与逆变器控制为电压源采用电压电流双环控制策略的设计方法不同。由于电流双环内外环控制器的带宽频带相差不大，所以不能按照电压源型逆变器的电压电流双环分开设计思路来确定控制器参数，此外电流双环控制策略应用于并网电流的波形控制，被控对象为工作在并网模式下采用LCL三阶滤波器的三相逆变器，其开环情况下系统的三个极点离虚轴很近，如何合理设计控制器参数使闭环控制系统具备一定的稳定裕度和快速动态响应速度需要进一步研究。 基于以上分析本文针对三相并网发电系统的运行特点以及LCL滤波器的工作特性，研究基于LCL 滤波器的电流双环控制的少自由度问题，并提出了基于高阶极点配置的实用新方法设计电流双环控制器参数，并配合劳思－赫尔维茨稳定判据验证控制系统稳定性，同时验证控制器参数和系统参数在一定范围内变化的情况下系统的鲁棒性，并最终将该设计方法得到的控制器参数应用于三相并网发电系统的实验平台，通过实验结果验证本文所提出的基于电流双环控制的三相并网逆变器具备一定的稳定裕度和快速动态响应速度。 2并网逆变器的状态空间数学模型 2.1 主电路拓扑 如图1所示三相并网发电系统的拓扑结构图，在图中i dc1代表直流输入电源，C1代表输入直流母线滤波电容、T1～T6代表三相逆变桥的6个IGBT开关管，R1代表滤波电感L1的内阻和由每相桥臂上、下管互锁死区所引起的电压损失，R2代表滤波电感L2的内阻，L1、C2、L2组成三阶LCL滤波器。 图1三相并网发电系统拓扑结构图
1 双环电流型PWM控制器工作原理 双环电流型脉宽调制( PWM) 控制器是在普通电压反馈PWM 控制环内部 增加了电流反馈的控制环节,因而除了包含电压型PWM 控制器的功能外,还能检 测开关电流或电感电流,实现电压电流的双环控制。双环电流型PWM控制器电路原理如图1 所示。 从图1 可以看出,电流型控制器有两个控制闭合环路:一个是输出电压反馈 误差放大器A ,用于与基准电压比较后产生误差电压;另一个是变压器初级(电感) 中电流在Rs 上产生的电压与误差电压进行比较,产生调制脉冲的脉宽,使得误 差信号对峰值电感电流起着实际控制作用。 系统工作过程如下:假定输入电压下降,整流后的直流电压下降,经电感 延迟使输出电压下降,经误差放大器延迟,Vea上升,占空比变化,从而维持输出 电压不变,在电流环中电感的峰值电流也随输入电压下降,电感电流的斜率 di/dt 下降, 导致斜坡电压推迟到达Vea ,使PWM占空比加大,起到调整输出电 压的作用。由于既对电压又对电流起控制作用,所以控制效果较好在实际中得到广泛应用。 2 双环电流型PWM控制器的特点 a) 由于输入电压Vi 的变化立即反映为电感电流的变化,不经过误差 放大器就能在比较器中改变输出脉冲宽度(电流控制环) ,因而使得系统的电压 调整率非常好,可达到0.01 %/V ,能够与线性移压器相比。 b) 由于双环控制系统内在的快速响应和高稳定性,反馈回路的增益较高,不会造成稳定性与增益的矛盾,使输出电压有很高的精度。 c) 由于Rs 上感应出峰值电感电流,只要Rs 上电平达到1 V ,PWM控制器就立即关闭,形成逐个脉冲限流电路,使得在任何输入电压和负载瞬态变化时,功率开关管的峰值电流被控制在一定范围内,在过载和短路时对主开关管起到有效保护。 d) 误差放大器用于控制,由于负载变化造成的输出电压变化,使得当负载减小时电压升高的幅度大大减小,明显改善了负载调整率。 e) 由于系统的内环是一个良好的受控电流放大器,所以把电流取样信号转 变成的电压信号和一个公共电压误差放大器的输出信号相比较,就可以实现并联均流,因而系统并联较易实现。