一种电机控制中的增量式PID控制器

摘要

本发明提供一种电机控制中的增量式PID控制器，前级放大器A

说明书

技术领域

本发明涉及机电一体化技术领域，尤其涉及一种电机控制中的增量式PID控制器。

背景技术

如图1所示，电机控制中采用电流闭环控制模型。在该电流闭环控制模型中，回路的开环传递函数为

然而，增量式PID控制器在实际使用中，

但是，上述两种PID输出限幅方法均存在不足之处，其不足之处在于：第(1)种PID输出限幅方法中，会出现很长的超调时间，其主要原因在于：当后级饱和运算器饱和时，指令电压会比输出电压大，一旦超出越多，则需要越多的反向积分量进行去饱和，因此超调时间会加长；第(2)种PID输出限幅方法中，电流到达目标的前一段时间，会出现输出电压反复震荡的情况，其主要原因在于：当PID输出达到饱和值max，尽管误差电流还没有归0，PID输出也没有办法继续增加，相当于这这些积分被丢弃了；当误差电流开始减少的时候，这一增量会叠加到输出，令指令电压

因此，有必要提出对现有的增量式PID控制器进行改进，能对电机控制的电流环超调进行抑制来实现PID输出限幅，解决了现有技术存在的很长超调时间或输出电压反复震荡的问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电机控制中的增量式PID控制器，能对电机控制的电流环超调进行抑制来实现PID输出限幅，解决了现有技术存在的很长超调时间或输出电压反复震荡的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电机控制中的增量式PID控制器，用于电机控制中的电流闭环控制模型上，包括：前级放大器A

所述前级放大器A

所述第二饱和运算器的输入端与所述电流闭环控制模型中用于输出前馈电压的预设电压输出模块相连，且所述第二饱和运算器的输出端通过所述第二混合器与所述第一混合器的输入端相连；其中，所述第二混合器的同相输入端并接在一起；

所述第一混合器的输出端通过所述第三饱和运算器与所述电流闭环控制模型中用于接收指令电压的预设运算模块相连；其中，所述第三饱和运算器的输出端还与所述第一混合器的输入端相连形成负反馈电路。

其中，所述第一饱和运算器、所述第二饱和运算器及所述第三饱和运算器输出相同的幅值。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

相对于传统的增量式PID控制器，本发明的增量式PID控制器能对电机控制的电流环超调进行抑制来实现PID输出限幅，解决了现有技术存在的很长超调时间或输出电压反复震荡的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为现有技术中电流闭环控制模型的结构示意图；

图2为图1中增量式PID控制器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电机控制的电机控制中的增量式PID控制器的逻辑结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电机控制的电机控制的电机控制中的增量式PID控制器的具体连接示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图3所示，为本发明实施例中，提供的一种电机控制中的增量式PID控制器，用于电机控制中的电流闭环控制模型上，包括：前级放大器A

前级放大器A

第二饱和运算器2的输入端与电流闭环控制模型中用于输出前馈电压的预设电压输出模块(未图示)相连，且第二饱和运算器2的输出端通过第二混合器5与第一混合器4的输入端相连；其中，第二混合器5的同相输入端并接在一起；

第一混合器4的输出端通过第三饱和运算器3与电流闭环控制模型中用于接收指令电压的预设运算模块(未图示)相连；其中，第三饱和运算器3的输出端还与第一混合器4的输入端相连形成负反馈电路。其中，第一饱和运算器1、第二饱和运算器2及第三饱和运算器3输出相同的幅值。

如图4所示，对本发明实施例提供的一种电机控制的电机控制的电机控制中的增量式PID控制器的应用场景做进一步说明：

(1)在传统的增量式PID控制器上，分离出前级放大器A

(2)在传统的增量式PID控制器上，增加一个旁路输入，令其可以包含前馈电压增量值，并在前馈电压的输入端增加一个饱和运算器(即第二饱和运算器1)；

(3)在传统的增量式PID控制器上，保留输出指令电压的饱和运算器(即第三饱和运算器3)，且所有饱和运算器的幅值都相同，从而对电机控制的电流环超调进行抑制来实现PID输出限幅，可以很好的解决现有技术存在的很长超调时间或输出电压反复震荡的问题，十分适合比例值很大的控制环节。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

相对于传统的增量式PID控制器，本发明的增量式PID控制器能对电机控制的电流环超调进行抑制来实现PID输出限幅，解决了现有技术存在的很长超调时间或输出电压反复震荡的问题。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。