¿Cómo ajustar empíricamente los controladores PI actuales DQ en el motor BLDC / PMSM para el control vectorial?

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Necesito establecer experimentalmente los parámetros \ $ k_p \ $ y \ $ k_i \ $ de los controladores PI para los ejes DQ de un motor BLDC controlado por vector. He estado buscando documentos y notas de aplicación que propongan técnicas prácticas de ajuste y ajuste fino, pero no encontré mucho.

Debido a que los ejes DQ se influyen entre sí, siento que no puedo tratar los dos por separado.

Así es como lo hago actualmente. Para cada punto, aplico una respuesta de paso de amplitud de 1 A durante aproximadamente 1 segundo, y el motor alcanza una velocidad de aproximadamente 400 rad / s:

  1. Tune \ $ k_ {pq} \ $
  2. Ajustar \ $ k_ {pd} \ $
  3. Ajustar \ $ k_ {iq} \ $
  4. Tune \ $ k_ {id} \ $
  5. Reitere todas las ganancias hasta que resulten en inestabilidad, luego colóquelas en el 80% de su valor.

El mayor desafío al que me enfrento es que en el rotor bloqueado, o al aplicar el paso a \ $ i_ {d} \ $, la dinámica de bucle cerrado es extremadamente fácil de configurar a mis deseos, pero si dejo que el motor gire a alta Las velocidades (más de 400 rad / s en mi caso) comienzan a aparecer grandes perturbaciones (de donde provienen es una historia más larga y no relacionada) y estas pueden hacer que mis sistemas de circuito cerrado sean inestables.

¿Existen buenas reglas de ajuste prácticas para los parámetros de dicha arquitectura de control?

    
pregunta raggot

1 respuesta

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  1. Tune kpq
  2.   
  3. Tune kpd
  4.   
  5. Tune kiq
  6.   
  7. Sintonice kiq # typo ... esperando ver a un niño
  8.   

¿Por qué sientes la necesidad de sintonizar D y Q por separado? El componente D es una corriente que no produce torsión y se manifiesta en el marco de referencia ABC como un cambio de fase. ¿Porque es esto importante? Bueno, depende de si usted requiere el componente D o no ...

Si, por ejemplo, deseaba un debilitamiento del campo, entonces sí, desearía controlar el componente D, sin embargo, este no es el caso aquí ya que tiene una demanda fija de corriente D de 0, el método estándar. Al hacerlo, se minimiza el factor de potencia de desplazamiento.

Por qué indicar esto ... bueno, los cuatro pasos enumerados implican pasos de sintonización independientes para D y Q, lo que abre la posibilidad de una respuesta de frecuencia diferente entre el control D y el control Q. Piensa por un minuto en qué resultará esto? si el control D tuviera un ancho de banda un décimo del control Q, habría un retraso en el control del componente D a cero, lo que provocaría una tensión / corriente D no deseada durante un período de tiempo más prolongado durante y después de la aceleración, lo que provocaría una disminución de la velocidad. Consideraciones de rendimiento, ineficiencia y posiblemente estabilidad.

Tradicionalmente, la Q y la D comparten los mismos parámetros de control (nota: no siempre es así, ya que existen beneficios para limitar la demanda D).

Entonces, si se puede aceptar que \ $ K_ {pq} \ equiv K_ {pd} \ $ y \ $ K_ {iq} \ equiv K_ {id} \ $, ¿cómo ajustar? Hay un par de métodos empíricos (Ziegle-Nichols, Cohen-Coon) y son útiles si no conoces la planta, pero deberías. en este caso, la planta es la línea de resistencia y la inductancia de su máquina (a la corriente nominal)

La función de transferencia de la planta es, por lo tanto,

\ $ \ frac {I (s)} {V (s)} = \ frac {1} {Ls + R} \ $ que tiene la forma: \ $ \ frac {K_ {dc}} {\ tau s + 1} \ $

\ $ K_ {dc} = \ frac {1} {R} \ $
\ $ \ tau = \ frac {L} {R} \ $

Considere el clásico diagrama de bloques de bucle cerrado

donde en este caso H = -1 y G = P * G (ganancia de tiempo de planta)

La forma canónica de un sistema de control de retroalimentación es: \ $ \ frac {G} {1 + G} \ $

Un controlador PI tiene una función de transferencia igual a

\ $ C (s) = K_p + \ frac {K_i} {s} = \ frac {K_p \ cdot s + K_i} {s} \ $

\ $ P (s) = \ frac {K_ {dc}} {\ tau s + 1} \ $

Por lo tanto: \ $ G (s) = C (s) \ cdot P (s) = \ frac {K_p \ cdot s + K_i} {s} \ cdot \ frac {K_ {dc}} {\ tau s + 1} \ $

El sistema de control de comentarios es:

\ $ \ frac {Y (s)} {X (s)} = \ frac {G (s)} {1 + G (s)} = \ frac {K_ {dc} \ cdot K_p \ cdot s + K_ {dc} \ cdot K_i} {\ tau \ cdot s (1 + K_ {dc} \ cdot K_p) \ cdot s + K_ {dc} \ cdot K_i} \ $

Esto se puede reorganizar en una de las muchas formas estándar:

\ $ \ frac {\ frac {K_p} {K_i} \ cdot s + 1} {\ frac {\ tau} {K_ {dc} \ cdot K_i} \ cdot s ^ 2  + \ frac {1 + K_ {dc} \ cdot K_p} {K_ {dc} \ cdot K_i} \ cdot s + 1} \ $

Con un factor de amortiguamiento deseado y una frecuencia de resonancia objetivo, se puede determinar que Ki y Kp coinciden con su planta conocida.

    
respondido por el JonRB

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