【机器人】永磁同步电机PMSM电流滞环控制理解

1.前言

最近学习了一下永磁同步电动机PMSM，进入了控制方面的学习，首先是对电流滞环控制进行了学习、仿真，记录一下学习心得体会，以及个人的理解。

2.控制原理

引用一张来自袁雷的《现代永磁同步电机控制原理及Matlab仿真》书中所绘制的滞环电流控制框图

滞环控制结构非常简单，只需要从PMSM反馈回转速和三相电流信息即可。目的是变频，实现变速。

首先，为了解耦方便，将d轴电流的期望设为0，再将反馈回来的转数和给定转数相比较，通过一个PI控制器（此处应该也可以使用滑模控制器等控制器），将控制器输出定位q轴电流期望值，通过一个2r坐标系到3s坐标系的变换，即可得到期望的abc三相电流值，此时，三相电流期望值幅值与q轴电流有关，周期与电机电角度有关。

当电机转数与期望转数之间存在一定误差时，例如，当电机转数小于期望时，经过PI控制器所输出的iq*>0，再经过坐标变换输出期望三相电流iabc*，此时iabc*与反馈回来的iabc存在一个较大的误差，该误差进入一个滞环控制器，因为误差较大，滞环控制器电平保持时间将会比较长，这就会影响到逆变器的输出值，此时，逆变器输出值会变大，iabc将快速接近iabc*，当误差又变小后，滞环控制器将输出另一个电平，从而影响逆变器输出的三相交流电的频率，改变PMSM的转数，然后又会改变iabc*，周而复始，便可以完成转数控制。

3.仿真

搭建仿真模型，欢迎各位关注我的GitHub，程序已上传电机仿真文件

启动仿真后可以观察相应的电流、转数现象，不再赘述。

4.注意事项

4.1.Relay模块切换时刻不对

Relay滞环模块设置的切换上下限为0.1和-0.1，但是在仿真时可以发现这样的现象：

不仅切换值与设置不一样，而且当Relay切换后，输入项还在上升/下降，与理论不符合。

这是因为仿真步长的问题，可以关系到采样时间什么的，步长越小，则切换越准确。或者开启Relay模块中的过零检测。但是这些方法都会让仿真比较慢，对精度要求不高的话，可以不管它。

4.2.Matlab命令行中使用git上传文件

为了偷懒，我直接在Matlab命令行里进行了git操作，与git bash操作一样，只不过需要在关键字git前面加上！，！git add