串聯(lián)型PI和并聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器的比較

導(dǎo)讀：對于電機(jī)控制，PI調(diào)節(jié)器是其重要的環(huán)節(jié)之一。PI調(diào)節(jié)器的種類和對應(yīng)的PI參數(shù)整定的方法是學(xué)習(xí)電機(jī)控制的必要內(nèi)容。本期文章主要介紹串聯(lián)型PI和并聯(lián)型PI，并對PI參數(shù)的整定做一個(gè)簡單的介紹。

一、PI調(diào)節(jié)器的種類

圖1-1 并聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器

圖1-2 串聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器

現(xiàn)在大多數(shù)的參考文獻(xiàn)中的PI調(diào)節(jié)器都屬于并聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器，而TI在InstaSPIN-FOC里推崇使用串聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器。這兩種PI調(diào)節(jié)器并沒有什么特別的不同，就看個(gè)人習(xí)慣選擇哪一種。

二、PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定（以電流內(nèi)環(huán)PI為例）

兩種PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定方法的思路都是基于零極點(diǎn)對消的原理，差別就是在整定的過程中有些差別，接下來分別介紹兩種PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定。

2.1 并聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器

圖2-1 PI電流環(huán)控制結(jié)構(gòu)框圖

2.2 串聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器

三、仿真驗(yàn)證

仿真工況：仿真時(shí)間1秒，0.5秒之前空載，0.5秒之后滿載；0.7秒之前正轉(zhuǎn)，0.7秒之后反轉(zhuǎn)；采樣頻率5KHz。

圖3-1 仿真波形變化情況（并聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器，±150r/min）

圖3-2 仿真波形變化情況（串聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器，±150r/min）

圖3-3 仿真波形變化情況（并聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器，±1500r/min）

圖3-4 仿真波形變化情況（串聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器，±1500r/min）

從圖3-1到3-4比較可知，與并聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器相比，串聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器的超調(diào)量很?。ㄋ俣拳h(huán)），且動(dòng)態(tài)過程時(shí)間短，穩(wěn)態(tài)過程的紋波也相對較小。綜合可知，代入串聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)的控制性能更好。

四、總結(jié)

之前都是習(xí)慣采用并聯(lián)型PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行PI參數(shù)整定帶入到控制系統(tǒng)中，低速區(qū)域的實(shí)際轉(zhuǎn)速的超調(diào)量比較大。就個(gè)人比較而言，串聯(lián)型的PI調(diào)節(jié)器更好用一些。后面再加入磁鏈環(huán)，形成雙閉環(huán)，效果相對而言也更好一些。