基于内模控制的双闭环直流调速系统的调节器设计.pdfVIP

第巧卷 第2期 连云港化工高等专科学校学报 V o l . 15 N o .2 2002年6月 Journal of Lianyungang College of Chemical Technology J u n . 2 0 0 2 文章编号: 1008- 34 2(2002)020- 0 190- 4 基 于 内模控 制 的双 闭环直 流调速 系统 的调节器设计 周 渊深 许 玮 (连云港化工高等专科学校 江苏连云港 22200 1) 摘 要 根据内模控制原理. 参照工程设计方法的步骤，设计了双闭环直流调速系统的电流调节 器和转速调节器 ，并总结形成 了 1套用 内模控制原理设计双 闭环系统调节器 的新设计方法。 关键词 内模控制 双闭环控制 直流调速 中图分类号 TP 2 14 文献标识码 A 双闭环直流调速系统具有 良好的稳态和动态性能，其转速 电流双闭环控制 回路不仅在直流调 速系统 中得到广泛应用 ，在 串级调速、脉宽调速系统 中也应用广泛. 目前 ，双 闭环系统的转速 电流 调节器通常采用 PI 调节器结构，按工程设计方法设计 ，一般也能满足大多数工业传动系统的要求. 但是，有些高性能系统要求起制动超调小、动态速降小、恢复时间短，则需采用更为先进 的控制策 略. 1982 年Greia 和Morai 提 出的内模控制方法，设计原理简单、参数整定直观、系统鲁棒性 (Robust) 强、控制性能好，近年来已在许多控制领域得到广泛应用. 在直流调速系统中，也已应用 于转速调节器的设计[[2,31，但还没有形成 1套完整设计方法。本文参照多环系统的设计原则，形 成了 1套用 内模控制原理设计 电流调节器和速度调节器的方法，分别设计 了电流和转速调节器。 理论分析和计算机仿真结果表 明，用此法设计 的转速、电流 调节器参数调整方便，性能优于按工程设计方法设计的常规 PI 调节器，能满足高性能传动系统的要求。 1 内模控制(Internal Model Contr ol) 系统的特点[41 常用的反馈控制系统结构如图1所示. 图中C(s) 为控制 图1 一般反馈控制框图 器，P(S) 为被控对象，D(s) 为不可测干扰。从图1可以看出，反 F g.l Classic control system structure 馈信号直接从系统输出，使不可测干扰对输 出的影响与其它 因素混在一起 ，得不到及 时补偿 ，影响控制效果. 如果将反 IBS) 七 Q(S气 D(s) 馈控制结构变成内模控制结构(如图2 所示) ，图2 中斌,S) 为 被控对象的内模，Q(S) 表示图中虚线框的等效控制器，则有 L 匕哩妙士卫 Q(s) = C(s) / [1+ M(s)C(S) ] 或C(S) = Q(S) / [1一M(s)Q(s) l 。一般称 C(s) 为反馈控制器，Q(S) 为内模控制器. 图2 等效内模控制框图 图 1 图2 比较可 以看 出，在具有 内模控制结构的系统中， F g.2 Equivalent IMC system structure 收稿 日期 : 200 10- 9- 2 作者简介:周渊深( 1962一，在读博士生，副教授，主要从事电力电子与电力传动等 面的研究。 . 2 0 . 连云港化工高等专科学校学报 第 巧