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3.3.3Pm控制

        PID控制器對閉環(huán)控制環(huán)中的誤差信號進行響應,并對控制量進行調(diào)節(jié),以獲得期望的系統(tǒng)響應。被控參數(shù)可為任何可測系統(tǒng)量,比如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或磁通。PD控制器的優(yōu)點在于可通過對一個或多個增益值進行調(diào)節(jié)以及觀測系統(tǒng)響應變化的方法,以實驗為根據(jù)進行調(diào)節(jié)。數(shù)字PD控制器周期性地執(zhí)行控制操作。假定控制器的執(zhí)行頻率足夠高,以使系統(tǒng)得到正確控制。誤差信號是通過將被控參數(shù)的期望設定值減去該參數(shù)的實際測量值來獲得的。誤差的符號表明控制輸入所需的變化方向。控制器的比例(P)項由誤差信號乘以一個P增益因子形成,使PID控制器產(chǎn)生的控制響應為誤差幅值的函數(shù)。當誤差信號增大時,控制器的P項將變大以提供更大的校正量。

       隨著時間的消逝,P項有利于減小系統(tǒng)總誤差。然而P項的影響將隨著誤差接近于零而減小。在大多數(shù)系統(tǒng)中,被控參數(shù)的誤差會非常接近于零,但并不會收斂。因此總會存在一個微小的靜態(tài)誤差。

       PID控制器的積分項(I)用來消除小的靜態(tài)誤差。I項對全部誤差信號進行連續(xù)積分。因此,小的靜態(tài)誤差隨時間累計為一個較大的誤差值。該累計誤差信號乘以一個I增益因子即成為PID控制器的I輸出項。

       PID控制器的微分(D)項用來增強控制器的速凰以及對誤差信號變化率的響應速度。D項輸入是通過計算前次誤差值與當前誤差值的差來獲得的。該差值乘以一個D增益因子即成為PID控制器的D輸出項。系統(tǒng)誤差變化的越快,控制器的D項將產(chǎn)生更大的控制輸出。

       并非所有的PID控制器都實現(xiàn)D或I項。例如,本論文的應用中沒有使用D項,這是因為調(diào)速電機速度變化的響應時間相對較慢。如果使用了D項,它可能導致PWM占空比的過度變化,影響算法的運行并產(chǎn)生過電流。