电机学习笔记5——PMSM矢量控制PI参数整定（2）

在采用传统无动态解耦控制时，$u_q$和$u_d$的指令值存在耦合项。上一个学习笔记中设计的设计方法是将其忽略，因此在最后设计的效果并不太好。目前，常用的解耦设计方法，有前馈解耦、偏差解耦以及内模控制。

采用前馈解耦方法

由电机在旋转坐标系下的数学模型可以得到$u_q$和$u_d$表达式：

对其取拉氏变换，得到

由此可以画出电机模型的传递函数：
在永磁同步电机的矢量控制系统中，对转矩的控制实际上就是对$i_d$和$i_q$的控制，而对电流的控制实际上是对$u_d$和$u_q$的控制。由上图可以看出，PMSM的$d、q$轴之间存在耦合项，如果不进行处理，会影响系统的控制效果。
前馈解耦的思想，是对D轴和Q轴分别进行补偿，控制图如下：将电压方程改写为如下，其中$u_d^{\prime }、u_q^{\prime }$为补偿后的电压，互相之间没有耦合关系：

上式中：


式中的$\omega$为电气角速度。此处采用前馈解耦，式中的$i_d、i_q$为电流指令值。如果是采用反馈解耦，则为$i_d、i_q$为电机的实际值。
于是可以求得：

再利用传统PI控制器的设计方法来设计参数，理论上效果要好一些。那么要在控制电路中添加前馈解耦的模块：