变载荷环境下的永磁同步电机自适应控制系统设计+程序代码(2)
2 永磁同步电机的控制策略
2.1 永磁同步电机一般控制策略 永磁同步电机的系统控制策略和一般的电机区别不大，采用增量式 PID 控制策略控制电机的各项参数。 PID的控制原理如图 2.1所示： 图2.1 PID 控制原理图 如图所述，PID 控制器有三分控制环节——比例环节，积分环节和微分环节。比例环节补偿系统的偏差；微分环节作用是消除静差，提高系统误差度；微分环节反应变化趋势，影响系统动作时间[2]。PID控制算法的表达式为： （2-1） 式中， 为比例系数， 为积分常数， 为微分时间常数。 用增量代替微分，用时刻点 kT代替时间t，以和式代替积分，可以得到下列公式: （2-2） 由公式(2-2)递推有： （2-3） 用公式(2-3)减去公式(2-2)可得出增量式PID控制算法的表达式： ∆u(k)= =( （2-4）公式(2-4)是PID控制的基本算法公式，从中可以看出，采用增量式PID算法，计算机的采样周期是一定的，一旦确定了 ，知道其中 3次的测量值偏差，代入公式(2-4)，就得到了控制增量，增量累加就得到了控制量的当前值，这就是 PID控制的基本思想。 例如，要对电机的位置进行控制，上述增量控制的∆u计算出来就是位置的增量，对这个差值积分就是电机现在的位置，这个位置的误差就被计算出来了，在下一次的调整中去弥补这个误差，使得对电机的控制较为精确。
2.2 永磁同步电机自适应系统控制关键参数 仔细思考电机的PID 控制方法，例如上一节中讲到的例子，要对电机位置进行控制，则用 PID 的算法计算出位置的增量，在下一时刻的控制中，给出修正的 ，确定新的增量，再使得电机输出这合适的增量，就实现电机的位置控制。而电机位置的增量事实上就是电机位置的微分，也就是说，控制电机位置对电机速度的控制提出了要求。同样，要控制电机的速度就对电机的加速度提出了要求。显然，要控制电机的加速度，就要对电机的转矩加以控制。而且电机的脉动，冲击等力学参数也和电机的转矩有着密切的关系。控制好电机的输出转矩，对控制好电机的速度，位置等都有重要的意义。 例如：在无人机稳定在空中投放物料的时候，在物料离开无人机一瞬间，无人机外部环境的负载突然变化，如果输出的转矩不能做出合适的调整，无人机会投放一瞬间升力太大导致突然上升，影响无人机的平稳性。 基于以上分析，要建立一个变载荷永磁同步电机自适应控制系统需要控制的一个关键参数就是电机的转矩。由于电机的参数众多，文章篇幅有限，本文后面的研究主要针对电机的转矩这一量进行分析、加以控制。
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