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课程名称：电气装备计算机控制指导老师：赵建勇成绩：__________________实验名称：永磁同步电机控制参数整定一、实验目的和要求1.掌握永磁同步电机的基本结构和原理；2.探究永磁同步电机矢量控制算法的实现方法；3.研究PID控制器在电机控制系统中的整定方法；4.掌握运用MATLAB/Simulink实现电气控制相关控制系统的虚拟仿真实验。
二、实验内容(1)基于 i d=0的永磁同步电机矢量控制仿真模型搭建。
(2)记录相关波形并进行分析:1.完成转速及有功电流i d闭环控制（无功电流i d开环），空载状态，记录分析电机转速、转矩、定子电流等波形；2.设置电机的负载为一个阶跃信号，在某一时刻突加负载给定（5N*m左右）。
然后观察电机的转速响应，记录分析电机转速、转矩、定子电流等波形；3.完成转速及有功电流 i q、无功电流i d均闭环控制，空载状态，记录分析电机转速、转矩、定子电流等波形；4.设置电机的负载为一个阶跃信号，在某一时刻突加负载给定（5N*m左右）。
然后观察电机的转速响应。
记录分析电机转速、转矩、定子电流等波形。
三、主要仪器设备MATLAB四、实验原理1.1 永磁同步电机的基本分类与组成永磁同步电机的分类多种多样，按照转子结构的不同可以分为表面式和内置式两种。
表面式指永久磁极镶于转子导磁材料的外表面，这种结构易于获得足够的磁通密度和较高的矫顽力，但是这种结构的电机很难实现恒功率调速（弱磁调速），一般只能用于恒转矩的工业场合；内置式永磁同步电机是指永久磁极嵌于转子导磁材料内部，这种结构能够利用电枢反应实现弱磁调速，在恒功率和恒转矩场合都能应用。
根据电机转子磁钢几何形状的不同，转子磁场在空间的分布也不相同，应用广泛的主要有梯形波和正弦波两种。
所以，当转子旋转时，产生在定子上的反电动势波形也有两种：一种为梯形波；另一种为正弦波。
这样的变化就使得两种电机在模型、原理及控制方法上有所区别，为了区分由它们组成的永磁同步电机调速系统，习惯上把正弦波永磁同步电动机组成的调速系统称为正弦型永磁同步电动机(PMSM)调速系统，而由梯形波(方波)永磁同步电动机组成的调速系统，在原理和控制方法上与直流电动机调速系统类似，故称这种系统为无刷直流电动机(BLDCM)调速系统。
永磁同步电机模糊pid参数自整定随着永磁同步电机在无刷直流电机技术，传动技术，航空航天，汽车等领域的应用日益普及，其调速技术的研究也成为学术界的一个热点。
模糊PID控制，作为模糊控制的一个重要形式，能够有效提高调速质量，成为控制参数自整定方面的研究重点。
文章发现模糊PID自整定尤其适用于永磁同步电机，采用网络训练法实现模糊PID参数自整定，更有利于提高永磁同步电机的可靠性和运行效率。
模糊PID控制是一种模糊控制形式，具有收敛速度快、精度高、无需反馈误差信号等优点，是目前永磁同步电机调速技术的重要分支。
但模糊PID参数的设计与传统的PID参数设计有很大区别，并且模糊PID参数的设计需要较大量的计算量和复杂性，也很难实现。
为了克服上述问题，人们采用模糊PID参数自整定方式，即由计算机根据系统本身特性自动调整PID参数，以使永磁同步电机获得较高的控制性能，而不需要人为参与调整。
基于上述技术，本文提出使用网络训练法实现永磁同步电机模糊PID参数自整定的方法，通过对电机调试数据进行训练，通过迭代学习的方式调整参数，实现较高的控制性能，同时避免了人为调参带来的误差问题。
本文采用MATLAB编写程序搭建网络训练法，建立永磁同步电机模型，仿真运行调试，存储永磁同步电机各阶段运行信号，并根据这些信号自整定模糊PID参数，从而使永磁同步电机的性能获得更大的提高。
实验结果表明，采用网络训练法实现模糊PID参数自整定，不仅减少了调参工作量，而且能够有效提高永磁同步电机的运行效率，提高其可靠性，让调速工作更加便捷高效。
总之，网络训练法实现永磁同步电机模糊PID参数自整定是一种有效的方法，具有减少调参中误差带来的影响、更加便捷高效的优点，有利于永磁同步电机调速技术的发展。
徽电机MICROMOTORS Voe.54.No.1 Jan.2021第54卷第1期2021年1月永磁同步电机伺服系统参数自整定策略黄烁S郭振超1,吴东华2,宋受俊1,骆光照1（1,西北工业大学，陕西西安710100；2,陕西航空电气有限责任公司，陕西西安710000）摘要：针对传统PI控制存在的缺陷以及永磁同步电机伺服系统运行过程中转动惯量变化的问题，提出了永磁同步电机转动惯量在线辨识PI自整定的控制方法。
在伺服系统运行过程中，通过模型参考自适应算法在线辨识转动惯量，对系统中的电流环、速度环以及位置环进行参数整定％建立伺服系统仿真模型，并与传统PI控制方法进行对比。
研究结果表明，参数自整定控制方法在转动惯量发生变化时，其动态误差几乎没有变化，比传统方法误差减小了3.23%。
该方法具有更好的动静态性能，为解决转动惯量变化以及参数自整定问题提供依据。
关键词：永磁同步电机；转动惯量辨识；自整定中图分类号：TM341；TM351文献标志码：A文章编号：1001-6848（2021）01-0051-06ParamererSeef-runcng Srraregy ofPMSM Servo SytremHUANG Shuv，GUO Zhenchao，SONG Shoujun，LUO Guangzhao(Northwest Polytectnical University，Xi an710100，China)Abstract:Aiming at the defects of traditional PIN control and the problem of the moment of inertia change duanngtheopeatnon otthepeam5nentm5gnetsynchaonousmotoaseaeosystem，5PIseet-tunnngcontaoemeth-od toatheon-ennendentntnc5tnon otthemomentotnneatnotthepeam5nentm5gnetsynchaonousmotoaw5spao-posed.Du anng the opeatnon ottheseaeosystem，themomentotnneatn w5sndentntned onennethaough the modeeaeteaence5d5ptnee5egoanthm，5nd thep5a5meteasotthecu a e nteoop，speed eoop5nd posntnon eoop nn the system we ae5djusted.The s nmu et non modeeotseaeosystemw5sestbenshed5nd comp5aed wnth theta5dn-tnon5ePIDcontaoemethod.Theaese5ach aesuetsshowth5tthedyn5mnce a o aotthep5ameteaseet-tunnngcon-trot method is almost unchanged when the moment of inertia changes，and the error is reduced by3.23% compaaed wnth the t aad nt nona emethod.Th n method haMbe t eadynamncand Mtatncpeatoamance，and paoendeM abaMntoaMoeenngthepaobeemMotmomentotnneatnachangeand paaameteaMeet-tunnng.Key words:PMSM；moment of inertia identification；self-tuningo引言随着现代工业技术的飞速发展，永磁同步电动机（PMSM）因具有的结构、强大的过载能力、的响应及高效率、等优点，在伺已经占据了重要地位［1］。
永磁同步电机pi参数调节一、引言永磁同步电机是现代电动机领域中的一项重要技术，它具有高效率、高功密度和高控制精度等优势，在工业自动化和电动车辆等领域得到广泛应用。
电机控制中的PI参数调节是实现电机运行稳定性和性能优化的关键步骤。
本文将深入探讨永磁同步电机PI参数调节的相关内容，包括调节方法、调节原理以及调节过程中需要注意的问题。
二、永磁同步电机PI参数调节的目标永磁同步电机的PI参数调节的目标是通过调节电流环和速度环的PI控制器的参数，使电机的控制系统能够快速响应、稳定运行并具备良好的抗干扰能力。
在实际应用中，PI参数调节的目标可以具体表述为以下几点： 1. 提高电机的响应速度和稳定性； 2. 减小电机在转矩变化和负载扰动下的误差； 3. 实现电机控制系统的抗干扰能力； 4. 改善电机的能耗效率。
三、永磁同步电机PI参数调节方法永磁同步电机PI参数调节方法主要包括经验调节法和自适应调节法。
3.1 经验调节法经验调节法是根据经验和实践来确定PI参数的调节方法。
该方法常常用于初期参数的设定，经过调试和实验验证后可以得到较为合理的参数。
经验调节法的步骤如下： 1. 初始参数选择：根据电机的基本参数和系统的要求，选择合适的初始参数； 2. 手动调试：通过实验和调试，逐步调节PI参数直至满足控制系统的性能指标； 3. 实时监测和调整：根据电机工作状态的变化，实时监测电机的控制性能，并根据需要进行参数调整。
经验调节法的优点是简单易行，但缺点是对操作人员的经验要求较高，并且无法应对系统参数变化和负载扰动等实时变化的情况。
3.2 自适应调节法自适应调节法是根据电机系统的实时状态和反馈信息，自动调节PI参数的方法。
该方法通过建立电机动态模型和参数辨识方法，实现对PI参数的实时调节。
自适应调节法的步骤如下： 1. 建立电机动态模型：根据电机的物理特性和控制要求，建立准确的电机动态模型； 2. 参数辨识：利用实时反馈信号和参数辨识算法，辨识当前工作状态下的电机参数； 3. 参数调节：根据辨识得到的参数，实时调节PI控制器的参数； 4. 控制性能评估和优化：通过实时监测和系统性能评估，优化调节参数，提高电机的控制性能。
永磁同步直线电机矢量控制电流环整定1. 永磁同步直线电机简介永磁同步直线电机是一种直线运动的电机，它具有高精度、高动态响应和高效率等特点。
相比传统的螺旋电机，永磁同步直线电机在一些应用中具有更大的优势，因此在许多领域得到了广泛的应用。
2. 矢量控制简介矢量控制是一种基于电机磁场方向和大小的控制方式，通过控制电机的磁场矢量，可以实现对电机的精确控制。
矢量控制通常包括电流环控制和速度环控制两个环节。
2.1 电流环控制电流环控制是矢量控制的第一步，通过控制电机的相电流，实现对电机的转矩控制。
在永磁同步直线电机中，通过调节电流环的参数，可以对电机的转矩输出进行精确控制。
2.1.1 电流环参数的选择电流环参数的选择对于永磁同步直线电机的性能有着重要的影响。
通常可以通过试验和仿真的方法，确定出合适的参数。
常见的电流环参数包括比例增益、积分时间常数和微分时间常数等。
2.1.2 电流环整定方法电流环整定是为了使电机的电流响应快速、准确地跟踪给定的参考电流。
常见的电流环整定方法包括基于模型的整定方法和经验整定方法。
基于模型的整定方法通常基于电机的物理模型进行参数的计算和优化，而经验整定方法则是根据实际经验和试验数据进行参数的调整。
2.2 速度环控制速度环控制是矢量控制的第二步，通过控制电机的转速，实现对电机的位置和速度的控制。
在永磁同步直线电机中，通过调节速度环的参数，可以实现对电机位置的精确控制。
2.2.1 速度环参数的选择速度环参数的选择对永磁同步直线电机的性能也有很大的影响。
通过合理选择速度环的参数，可以使得电机具有良好的速度响应和抗扰动能力。
常见的速度环参数包括比例增益、积分时间常数和微分时间常数等。
2.2.2 速度环整定方法速度环整定是为了使电机的速度响应快速、准确地跟踪给定的参考速度。
常见的速度环整定方法包括基于模型的整定方法和经验整定方法。
基于模型的整定方法通常基于电机的物理模型进行参数的计算和优化，而经验整定方法则是根据实际经验和试验数据进行参数的调整。
电气传动2016年第46卷第8期永磁同步电机伺服系统PI 参数整定关欣，李叶松（华中科技大学自动化学院，湖北武汉430074）摘要：在永磁同步电机伺服系统电流、转速控制中，通常采用的PI 控制器与电流环、转速环的稳定性和动态性能紧密相关。
通过分析伺服系统的限制条件和参数特性，论述了电流环、转速环控制指标的设定原则，并提出了合理有效的PI 控制器参数整定方法，在满足系统稳定的前提下实现了良好的动态性能。
实验结果验证了控制指标设定的合理性和整定方法的有效性。
关键词：永磁同步电机；PI 控制器；参数整定；控制指标中图分类号：TM341文献标识码：ATuning Method for PI Parameters of Permanent Magnet Synchronous Motor Servo System GUAN Xin ，LI Yesong（School of Automation ，Huazhong University of Science and Technology ，Wuhan 430074，Hubei ，China ）Abstract:PI controller is closely related to the stability and the dynamic performance of current loop and speedloop in the control of current and speed of permanent magnet synchronous motor （PMSM ）servo system.Throughanalyzing the limitation and the structure parameters of servo system ，how to set the appropriate performance indices for current loop and speed loop was discussed ．Meantime ，a reasonable and effective tuning method for PI controller was proposed ，which guaranteed the stability and achieved good dynamic performance.Experimental results were given to verify the rationality of the control indices and the validity of the tuning method ．Key words:permanent magnet synchronous motor （PMSM ）；PI controller ；parameters tuning ；control performanceindices基金项目：国家科技重大专项（2012ZX04001-012）作者简介：关欣（1990-），男，硕士研究生，Email ：guanxin_hust@ELECTRIC DRIVE 2016Vol.46No.8比例积分（PI ）控制结构是目前永磁同步电机（PMSM ）伺服系统电流和转速控制的主要方式，但是找到一种通用有效的PI 参数整定方法仍是具有挑战性的研究课题［1-2］。
永磁同步电机速度环参数自整定
受负载转动惯量的影响，电机空载时最佳的速度环PI参数，在带上一定转动惯量的负载后，速度的响应会受到很大的影响。
我想问在转动惯量辨识出来的情况下，怎么进行速度环PI参数的自整定？现在自己有两个想法：
1、将负载的转动惯量分为几个级别，然后分别针对各个级别进行速度环PI参数的调节，并将调节出的PI参数制成表格，然后在辨识出转动惯量后，查表得到对应的PI参数。
2、调节出几种转动惯量下的好的速度环PI参数，然后通过作图分析，得到它们直接的线性关系，在辨识出转动惯量后，根据线性关系进行整定。
不知道现在已有转动惯量辨识的产品都是怎么做的（特别是日本安川和三菱的）？或者是将带有这项功能的伺服介绍下，我自己去下说明书看。
想请知道的前辈，告知下，谢谢各位了！
"电机空载时最佳的速度环PI参数，在带上一定转动惯量的负载后，速度的响应会受到很大的影响。
"
1、我先举个例子：
1）稳压电源，空载调好
2）负载时，负载由轻到重时，先是很稳，到后来就不稳了；
3）如果调的好，负载稳压范围大一些而已；
4）但是，负载超过一定数值时，就不能稳压了，怎么调也没有用；5）"怎么调也没有用"，是什么意思？就是说这个PID闭环只能实现原理范围内的调节，不能超出范围；
2、再说你的问题，"负载后，速度的响应会受到很大的影响"：
1）负载轻时，速度的响应快，是因为电机的转矩大，负载力矩小，足以产生很大的加速度；
2）负载重时，PID闭环的作用就是增大电流，增大电机的转矩，足以产生和轻载时一样大的加速度，那么速度的响应就不会慢；
3）可是，负载重时，PID闭环的作用没有能增大电流、增大电机的转矩，没有能足以产生和轻载时一样大的加速度，那么速度的响应就会慢；
4）这时，已经不是PID参数的问题，而是电机已经不能听从PID的指令，没有继续增大电流的能力，没有能力产生足够大的力矩，你这个时候调PID参数有什么用？？？
5）这时，你只要检测PID调节器的输入信号，就知道信号是好的，调节器的输出是好的，而是电机"不听指挥了"？
3、所以对你的PID闭环系统，你要明白速度响应快的负载范围是受伺服电机的额定功率、额定转矩限制的；
4、同样的PID闭环系统，伺服电机的额定功率、额定转矩大，速度响应快的负载范围就宽；
5、PID闭环系统只是个发号指令的作用，电机听不听从、是否有能力听从是另一会事！
6、你的系统"电机空载时最佳的速度环PI参数"，说明PID参数是调好的，这时还可以使参数过一点；
7、然后逐级加大负载，直到响应慢的不可接受时为止，确定出你的系统响应负载范围是多少；
8、然后逐级加大负载，直到响应慢的不可接受时为止，这时伺服电流已经不能再大了！
9、我说的意思是，PID控制是有有效范围的，在范围内，调P、I、D 参数，在范围外，PID失效，主要是调节器对控制对象失去调节作用！。
