基于变系数pid永磁同步电机研究

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1、2016୍9ᄅ15ರ现代电子技术Sep.201639ज18௹ModernElectronicsTechniqueVol.39No.18127doi：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2016.18.032ࠎႿэ༢ඔPIDႥՈ๝׈ࠏ࿹࣮韩璐，张开如，樊英杰，王书源，顾华利（山东科技大学电气与自动化工程学院，山东青岛266590）摘要：介绍了永磁同步电机（PMSM）在d⁃q坐标系下的数学模型。针对永磁同步电机传统PID系数固定不变的缺陷，采用变系数PID控制方式，根据模糊控制规则实时调整PID控制器的系数，来增

2、强永磁同步电机整体的抗干扰能力，内环采用PI控制，实时跟踪电流变化，提高系统跟踪性能。使用Matlab/Simulink建立仿真模型并进行了仿真实验，仿真结果表明，变系数PID控制方式比传统PID控制方式有更好的抗干扰能力和跟踪能力，为实际应用提供了参考。关键词：永磁同步电机；变系数PID；模糊规则；抗干扰能力中图分类号：TN919.3+4⁃34；TM341文献标识码：A文章编号：1004⁃373X（2016）18⁃0127⁃03StudyonPMSMbasedonvariable⁃coefficientPIDcontrol

3、lerHANLu，ZHANGKairu，FANYingjie，WANGShuyuan，GUHuali（CollegeofElectricalEngineeringandAutomation，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266590，China）Abstract：Themathematicalmodelofpermanentmagnetsynchronousmotor（PMSM）ind⁃qcoordinatesystemisintro⁃duced.Toover

4、comethedefectoffixedPIDcoefficientsofPMSM，thevariable⁃coefficientPIDcontrolmethodisusedtoadjustthecoefficientsofPIDcontrollerinrealtimeaccordingtothefuzzyrules，soastoenhancetheentireanti⁃interferenceabilityofPMSM.ThePIcontrolisadoptedintheinnerloopofthecontrollerto

5、trackthechangeofcurrentinrealtime，andimprovethesystemtrackingperformance.ThesimulationmodelwasestablishedwithMatlab/Simulink.Thesimulationresultsshowthatthevariable⁃coefficientPIDcontrolmethodissuperiortothetraditionalPIDcontrolmethodintheaspectsofanti⁃interference

6、andtrackingabilities.Keywords：permanentmagneticsynchronousmotor；variable⁃coefficientPID；fuzzyrule；anti⁃interferenceability随着电力电子技术、软件工程的发展和现代永磁材ìvd=Rsid+pΨd-ωrΨqí（1）v=Ri+pΨ-ωΨ料性能的不断提高，永磁同步电机（PMSM）在煤矿传动îqsqqrd[1]系统中已经成为研究的热点。传统控制方式的PID控转矩方程和运动方程：制是由精确的数学模型计算得来的，但由于外

7、界因素使T=1.5n(Ψi-Ψi)epddqq（2）得永磁同步电机为非线性系统，因此传统的PID控制难=1.5nΨi-(L-L)iip[fddqdq][2]以满足要求。智能控制是一种无需或尽可能减少人为T-T=Jω+Bω（3）eLprr干预，使系统能够独立地驱动智能机器实现对目标的自磁链方程：动控制，用来解决传统控制难以解决的复杂系统的控制方式[3⁃5]。考虑到双闭环主要性能由外环决定，将速度外Ψd=Ldid+Ψf{（4）Ψ=Liqqq环改为变系数PID控制，利用模糊规则实时调整PID控[6⁃7]式中：vd，vq为d轴和q轴

8、的定子电压；id，iq为d轴和q轴的制器中的两个参数，满足系统的动态性能和静态性定子电流；Ψd，Ψq为d轴和q轴的定子磁链；Te，TL为电磁能，使PMSM系统达到最优的控制状态。转矩和负载转矩；J和B为电机转动惯量和摩擦及风阻1永磁同步电机的PMSM的数学模型力矩系数；Rs为定子电阻；Ψf