[發(fā)明專(zhuān)利]一種抑制超調(diào)的PI調(diào)節(jié)器以及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011253555.9
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112422005A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高樂(lè);孫楠楠;陳文淼;趙強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濰柴動(dòng)力股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02P21/00
• 分類(lèi)號(hào): H02P21/00;H02P21/22
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李婷婷

本發(fā)明提供了一種抑制超調(diào)的PI調(diào)節(jié)器以及控制方法，該P(yáng)I調(diào)節(jié)器包括：前饋濾波器以及第一PI調(diào)節(jié)器。其中，所述前饋濾波器的輸入端接收所述PI調(diào)節(jié)器的參考給定信號(hào)，所述第一調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)與所述PI調(diào)節(jié)器的前饋信號(hào)輸入至被控對(duì)象的傳遞函數(shù)，所述前饋濾波器的輸出信號(hào)與所述傳遞函數(shù)的輸出信號(hào)輸入至所述第一PI調(diào)節(jié)器。可見(jiàn)，本發(fā)明提供的抑制超調(diào)的PI調(diào)節(jié)器在給定參考信號(hào)上串聯(lián)前饋濾波器，通過(guò)提供額外的調(diào)優(yōu)參數(shù)b和濾波截止頻率ω_c來(lái)改進(jìn)給定參考信號(hào)跟蹤響應(yīng)，除此，調(diào)優(yōu)參數(shù)b可調(diào)節(jié)超調(diào)量的幅度，濾波截止頻率ω_c可調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)所需時(shí)間，進(jìn)而提高了動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)速度以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)電流環(huán)和速度環(huán)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抑制超調(diào)的PI調(diào)節(jié)器以及控制方法。

背景技術(shù)

PI調(diào)節(jié)器是一種線(xiàn)性控制器，它根據(jù)給定值與實(shí)際輸出值構(gòu)成控制偏差，將偏差的比例和積分通過(guò)線(xiàn)性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。適用于具有大慣性，大滯后特性的被控對(duì)象，比如永磁同步電機(jī)電流環(huán)控制和速度環(huán)控制。但是對(duì)于動(dòng)態(tài)性能要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合，一旦提高動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)速度，就會(huì)帶來(lái)超調(diào)過(guò)大，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性降低的問(wèn)題。

因此，如何提供一種抑制超調(diào)的PI調(diào)節(jié)器，能夠提高動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)速度、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一大技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種抑制超調(diào)的PI調(diào)節(jié)器以及控制方法，能夠提高動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)速度、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)所述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下：

一種抑制超調(diào)的PI調(diào)節(jié)器，包括：前饋濾波器以及第一PI調(diào)節(jié)器；

所述前饋濾波器的輸入端接收所述PI調(diào)節(jié)器的參考給定信號(hào)；

所述第一調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)與所述PI調(diào)節(jié)器的前饋信號(hào)輸入至被控對(duì)象的傳遞函數(shù)；

所述前饋濾波器的輸出信號(hào)與所述傳遞函數(shù)的輸出信號(hào)輸入至所述第一PI調(diào)節(jié)器。

可選的，所述前饋濾波器基于公式計(jì)算得到所述前饋濾波器的輸出信號(hào)，其中，b為調(diào)優(yōu)參數(shù)，ω_c是濾波截止頻率。

可選的，調(diào)優(yōu)參數(shù)b為0.7。

可選的，濾波截止頻率其中，Td為動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間。

可選的，對(duì)所述前饋濾波器進(jìn)行離散化處理，得到：

其中，U(k)為當(dāng)前節(jié)拍前饋濾波器F(s)的輸出，U(k-1)為上一節(jié)拍前饋濾波器F(s)的輸出，R(k)為當(dāng)前節(jié)拍前饋濾波器F(s)的輸入，R(k-1)為上一節(jié)拍前饋濾波器F(s)的輸入，Ts為PI調(diào)節(jié)器的控制周期。

一種抑制超調(diào)的PI調(diào)節(jié)器的控制方法，基于上述的PI調(diào)節(jié)器，所述PI調(diào)節(jié)器包括：前饋濾波器以及第一PI調(diào)節(jié)器，所述控制方法包括：

控制所述前饋濾波器的輸入端接收所述PI調(diào)節(jié)器的參考給定信號(hào)；

控制所述第一調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)與所述PI調(diào)節(jié)器的前饋信號(hào)輸入至被控對(duì)象的傳遞函數(shù)；

控制所述前饋濾波器的輸出信號(hào)與所述傳遞函數(shù)的輸出信號(hào)輸入至所述第一PI調(diào)節(jié)器。

可選的，所述前饋濾波器基于公式計(jì)算得到所述前饋濾波器的輸出信號(hào)，其中，b為調(diào)優(yōu)參數(shù)，ω_c是濾波截止頻率。

可選的，調(diào)優(yōu)參數(shù)b為0.7。

可選的，濾波截止頻率其中，Td為動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間。

可選的，還包括：

對(duì)所述前饋濾波器進(jìn)行離散化處理，得到：