[教材]NOT1-转速电流双闭环控制方案.doc

N0T1转速电流双闭环控制方案1、 众多资料显示SRD调速电机采用转速、电流双闭环控制方案两环采用内外环方案而非并 联方案曾尝试过两环并联，传速环在低速小电流时起作用，电流环在过电流时其作用，估 计会有效杲，但仅调节了转速环，未接着调试电流环2、 关于转速为外环，电流为内环的解释说明资料一：双闭环调速系统设计速度电流双闭环控制的调速系统是最典型的调速系统，其原理结构图如图3. 3所示电动机的速度和电流分别山两个独立的调节器分别控制，速度调节器的输出就是电流调节器的给定，因此电流坏能够随转速的偏差调节电动机电枢的电流起动时，让转速外坏饱和不起作用，电流内坏起主 要作用，调节启动电流保持最人值，使转速线性变化，迅速达到图：3.2双闭坏调速模型给定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用，使转速随转速给定电压的变化而变化，电流内环跟随 转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流当转速低于给定转速时，速度调节器的积分作用使输出增 加，即电流给定上升，并通过电流环调节使电动机电流增加，从而使电动机获得加速转矩，电动机转速上 升当实际转速高于给定转速对，转速调节器的输出减小即电流给定减小，并通过电流环调节使电动机电流卜•降，电动机将因为电磁转矩减小而减速。

当转 速调节器饱和输岀达到限幅值时，电流环即以最人电流实现电动机的加速，使电动机的起动时间最短，在 可逆调速系统中实现电动机的快速制动转速调节器的作用：①使转速n跟随给定电压变化，稳态无静差；②对负载变化起抗扰作用；③其输 出限幅值决定允许的最大电流电流调节器的作用：①电动机起动时，保证获得最大电流，起动时间短，使系统具有较好的动态特性: ②在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压U变化；③当电动机过载时，限制电枢电流的最人值，起到 安全保护作用，故障消失后，系统能够自动恢复正常3.4.1电流环的设计如图3. 3所示，电流环由电流调节器(ACR), PWM同步控制器和直流母线电流检测组成，采用典型I型系 统来校正由于无刷直流电机具有较好的动态性能，电流调节器一般只需要PI调节，控制算法为(3.5)Dk = Dk - 1 + Kp(lerrk — ierrk - 1) + KlTierrk式中,Dk、ierrk分别为第k个釆样时刻的占空比、电流误差；Dk-1, ierrk分别为第 K-1个采样时刻的占空比、电流误差；T为采样周期；Kp为比例系数：KT为积分系数3.4.2速度环的设计速度环由速度调节器、转子位置传感器、转速计算以及电流环组成，作用是增强系统的抗T•扰能力, 抑制转速波动，它是系统的主要控制环节。

反馈速度不能直接得到，只能通过转子位置传感器输出的脉冲 信号采用数字式测速得到1 •测速原理数字式测速方法有M法测速、T法测速和M / T法测速M法测速是在规泄的时|'可Tc内，对位置脉冲信号的个数DH进行计数，从而得到转速的测量值其转速 可由下式计算60/711PnTc(3.5)式中，P\为每转的位置信号脉冲个数由式(3. 5)可知，M法适用于高速运行时的测速，低速时测虽精度较 低因为在PN和Tc相同的条件下，高转速时ml鮫大，量化误差较小T法测速是测出相邻两个转子位置脉冲信号的I'可隔时间来计算转速的一种测速方法，而时间的测量是 借助单片机计数器对已知频率的时钟脉冲计数实现的设时钟频率为f,两个位置脉冲间的时钟脉冲个数为m2,电机转子旋转一周，转子位置脉冲信号含有的 脉冲个数为PN,则电机的转速为60 /in)(3. 6)由式(3. 6)可知，T法测得的转速与时钟脉冲计数值成反比，转速越高,测得的计数值越小，估算误差越 大，因此T法测速较适合于低速场合M/T法测速综合了以上两种方法的优点，既可以在低速段可靠的测速，又在高速段具备较高的分辨能 力，因此在较宽的范围内均有很好的检测准确度，M/T法测速是在稍大丁规定吋间Tc的某一-时|'可Td内，分 别対位置信号的脉冲个数ml和高频时钟脉冲个数m2进行计数。

其计算公式为p n m 2本文电动H行车电机的转速最高不超过600r / mim因此选择T法测速具体做法为：以转子位置信号的跳变沿为基准，使计数器记下转子转过一步的时间设电机极对数为p,则电机的转速为n = p Nt （必 in ） （3-8）2.模糊一PI复合控制速度环设计为了提高系统的动、静态性能，木系统中速度调节器采用模糊一 PI复合控制，在启动或者负载发生突然 变化，偏差在大范围内时采用模糊控制，利用模糊控制响应快和调节平稳的特性，使速度跟踪加快；当电 机进入平稳状态，偏差在小范围偏差内转换到PI控制，P1控制积分环节能提高系统的静态楮确度，以克 服模糊控制容易产生静态误差的缺陷二者的转换根据单片机程序给定的偏差范围进行口动切换3、关于转速外环、电流内环的解释说明二：4. 2.3双闭环控制模块开关磁阻电动机调速系统最主要的特点是以转速值为给定量，并使电动机转速跟随给定量为了使系统具有良好的调速性能，应构成闭环系统本文将采用转速.电流双 闭环调速系统厲】给定转速和电动机转速的反馈值相叠加（相减）后，转速误差信号输入到速度调节器,转速调节器的作用是对转速误差信号进行PI （比例和积分）运算，PI调节的特点是，比例调节的输出与偏差成正比，偏差越大调节的速度越快；而积分环节只要偏差存在就对 其进行积分，可以用来消除静差。

因此PI调节器能够将比例调节的快速性和积分调节消 除静差的作用有机地结合起来，用以改善系统特性PI调节得到的输出量作为电流环的 输入给定电流环再根据给定的电流值与检测到的电流反馈值的误差进行比例调节，结果写入 T/C2的寄存器0CR2A,来控制PWM波的占空比，最终达到电流控制的目的专业好文档梢心整理欢迎下载。