1、NOT1 转速电流双闭环控制方案
1、 众多资料显示SRD调速电机采取转速、 电流双闭环控制方案。两环采取内外环方案而非并联方案。曾尝试过两环并联, 转速环在低速小电流时起作用, 电流环在过电流时其作用, 估量会有效果, 但仅调整了转速环, 未接着调试电流环。
2、 相关转速为外环, 电流为内环解释说明资料一:
双闭环调速系统设计
速度电流双闭环控制调速系统是最经典调速系统, 其原理结构图如图3.3所表示。
电动机速度和电流分别由两个独立调整器分别控制, 速度调整器输出就是电流调整器给定, 所以电流环能够随转速偏差调整电动机电枢电流。起动时, 让转速外环饱和不起作用, 电流内环起关
2、键作用, 调整开启电流保持最大值, 使转速线性改变, 快速达成
图: 3.2 双闭环调速模型
给定值; 稳态运行时, 转速负反馈外环起关键作用, 使转速随转速给定电压改变而改变, 电流内环跟随转速外环调整电机电枢电流以平衡负载电流。当转速低于给定转速时, 速度调整器积分作用使输出增加, 即电流给定上升, 并经过电流环调整使电动机电流增加, 从而使电动机取得加速转矩, 电动机转速上升。当实际转速高于给定转速对, 转速调整器输
出减小即电流给定减小, 并经过电流环调整使电动机电流下降, 电动机将因为电磁转矩减小而减速。当转速调整器饱和输出达成限幅值时, 电流环即以最大电流实现电动机加速,
3、 使电动机起动时间最短, 在可逆调速系统中实现电动机快速制动。
转速调整器作用: ①使转速n跟随给定电压改变, 稳态无静差; ②对负载改变起抗扰作用; ③其输出限幅值决定许可最大电流。
电流调整器作用: ①电动机起动时, 确保取得最大电流, 起动时间短, 使系统含有很好动态特征: ②在转速调整过程中, 使电流跟随其给定电压U改变; ③当电动机过载时, 限制电枢电流最大值, 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 电流环设计
如图3.3所表示, 电流环由电流调整器(ACR), PWM同时控制器和直流母线电流检测组成, 采取经典I型系统来校正。因为无刷
4、直流电机含有很好动态性能, 电流调整器通常只需要PI调整, 控制算法为
（3.5）
式中, Dk、 ierrk分别为第k个采样时刻占空比、 电流误差; Dk-1, ierrk分别为第
K-1个采样时刻占空比、 电流误差; T为采样周期; Kp为百分比系数: KI为积分系数。
3.4.2 速度环设计
速度环由速度调整器、 转子位置传感器 、 转速计算以及电流环组成, 作用是增强系统抗干扰能力, 抑制转速波动, 它是系统关键控制步骤。反馈速度不能直接得到, 只能经过转子位置传感器输出脉冲信号采取数字式测速得到。
1．测速原理
数字式测速方法有M法测速、 T法测速
5、和M／T法测速。
M法测速是在要求时间Tc内, 对位置脉冲信号个数m1进行计数, 从而得到转速测量值。其转速可由下式计算
（3.5）
式中, PN为每转位置信号脉冲个数。由式(3.5)可知, M法适适用于高速运行时测速, 低速时测量精度较低。因为在PN和Tc相同条件下, 高转速时m1较大, 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间隔时间来计算转速一个测速方法, 而时间测量是借助单片机计数器对已知频率时钟脉冲计数实现。
设时钟频率为f,两个位置脉冲间时钟脉冲个数为m2, 电机转子旋转一周,
6、转子位置脉冲信号含有脉冲个数为PN, 则电机转速为
(3.6)
由式(3．6)可知, T法测得转速与时钟脉冲计数值成反比, 转速越高, 测得计数值越小, 估算误差越大, 所以T法测速较适合于低速场所。
M／T法测速综合了以上两种方法优点, 既能够在低速段可靠测速, 又在高速段含有较高分辨能力, 所以在较宽范围内都有很好检测正确度, M／T法测速是在稍大于要求时间Tc某一时间Td内, 分别对位置信号脉冲个数ml和高频时钟脉冲个数m2进行计数。其计算公式为
（3.7）
本文电
7、动自行车电机转速最高不超出600r／min, 所以选择T法测速。具体做法为: 以转子位置信号跳变沿为基准, 使计数器记下转子转过一步时间△t, 设电机极对数为p, 则电机转速为
（3.8）
2．模糊一PI复合控制速度环设计
为了提升系统动、 静态性能, 本系统中速度调整器采取模糊一PI复合控制, 在开启或者负载发生忽然改变, 偏差在大范围内时采取模糊控制, 利用模糊控制响应快和调整平稳特征, 使速度跟踪加紧; 当电机进入平稳状态, 偏差在小范围偏差内转换到PI控制, PI控制积分步骤能提升系统静态正确度, 以克服模糊控制轻易产生静态误差缺点。二者转换依据单片机程序给定偏差范围进行自动切换。
3、 相关转速外环、 电流内环解释说明二:
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