直驱型电动舵机电流环优化设计

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2024年机电一体化毕业论文摘要

首先，在ADAMS软件中建立四杆机构的刚柔耦合动力学模型，分析了动力学模型参数改变对机构性能的影响，并在此基础上对动力学模型进行了优化，得到新的动力学模型。然后，在MATLAB/Simulink中建立四杆机构的控制系统模型，输入阶跃信号，利用工程常用的试凑法，以系统快速响应为目标对控制器参数进行优化，得到与机械系统相匹配的控制系统模型。最后，搭建ADAMS与MATLAB/Simulink的联合仿真平台，根据机械系统动力学模型是否优化和控制系统参数是否优化组合成四种不同情况，分别进行联合仿真分析，得到柔性连杆臂的应变能和时间载荷历程，并通过OPTISTRUCT对连杆臂进行拓扑优化。
本文对压力式温度仪表进行了自适应补偿机制的研究与设计，并将其与热电阻测温系统组成机电一体化温度仪表来满足温度测量的现场指示与远程监控的功能，且这两个测温系统能互相监视，提高了温度测量的可靠性和准确性，同时本文所设计的机电一体化温度仪表和研究方法对仪表技术的发展具有重要的意义。
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本文所设计的温度仪表由自适应环境温度变化的压力式测温系统和热电阻（电子）测温系统组成，一个用于现场指示一个远传。其中压力测温系统采用压力式温度仪表，通过采用最小二乘支持向量机（LS-SVM）的方法建立误差模型研究和分析对压力式温度仪表精度影响最大的两个因素，从而设计出自适应补偿机构来解决压力测温系统的精度问题。通过在压力测温系统中置入热电阻传感器来实现远距离传送与监控，实现了单点测温双重指示的机电一体化高精度测温功能。论文的主要内容如下：
2024年机电一体化毕业论文摘要
机电一体化毕业论文摘要一：
题目：机电一体化灵巧舵机控制系统设计
摘要
电动舵机是一种复杂的机电一体化系统，是飞机、导弹等飞行器飞行控制系统的关键组成部分，其性能的好坏直接决定了整个飞行器性能的优劣。随着电力电子技术和永磁电机的发展，新型永磁无刷直流电机以其体积小、功率密度高、结构简单、控制灵活等诸多优点，已广泛应用于电动舵机系统。本文采用盘式无刷直流电机作为电动舵机系统的动力源，对其结构特点、工作原理、驱动方式分别展开分析，并对其数学模型和传递函数进行了推导。研制了一套体积小、结构紧凑、可靠性高的'硬件电路，设计了位置、转速、电流三闭环控制算法，以得到较好的控制精度。为了验证所设计硬件系统的可靠性和控制策略的可行性，搭建了实验平台，并对原理样机进行了测试实验。结果表明，所研制的舵机系统满足控制性能要求，具有灵巧的一体化特点，具有很高的应用价值。论文研究的内容主要包括以下几个方面：

直驱多相高压永磁同步风力发电机优化设计模型的研究

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料，提高槽利用率，降低电机质量。但是也要注意到此时的槽绝缘以及线圈的对地绝缘需要有足够的耐压等级，为 20kV，这是其主要特点之一，设计时应注意。（1）多相高压永磁同步风力发电机的定子绕组排列方式
下面以六相高压永磁同步风力发电机为例来说明定子绕组的排列方式，以及如何选择合适的计
算极弧系数α i 来消除 3 次感应电势谐波。假设六
提高电压等级的方法， ABB 公司的 “Windformer”技术，将定子绕组漆包线换成高压电缆，以此来提高绝缘等级。这样做确实方便的提高了电压等级，但是会大大降低槽利用率，使电机体积增大。为了提高电压我们采用多相永磁同步发电机，通过多整流器串联来提高直流母线电压。例如定子绕组采用九相绕组，每三相绕组为一组，对其进行三相整流，然后将三组直流电压串联来提高电压。如图 1-1 所示。
直驱多相高压永磁同步风力发电机优化设计模型的研究
Research on Optimal Design Model of Direct-drive Multiphase HV PMSG for 电气工程学院 710049，Fangluguang.1984@）
速进行了优化，定性的得到了系统发电量与成本之比最优时的转速。为了减小电力电子变流器、直流母线损耗，省掉并网时的升压变压器，需要提高直流母线电压。文献 [2] 介绍了 ABB 公司的 ‘windformer’技术，采用高压电缆代替常用的矩形漆包线。本文提出直驱多相高压永磁同步风力发电机的原因:一是低速电机出口频率低，造成二极管整流器整流电压的较大的波动，为了提高整流器的电压平稳，常常采用多脉整流方案，这种方案需要移相变压器，体积庞大，成本高昂。采用多相发电机可以去掉移相变压器。二是常规三相电机无法实现变流器的串联，需要变压器，提供隔离电源。多相永磁同步发电机可以方便实现电力电子变流器的串联多重化，举高电压，提高效率，实现无升压变压器的技术方案。多相高压永磁同步发电机与传统高压电机以及 ABB 公司新推出的“windformer”高压电

导弹电动舵机控制系统设计

计算机测量与控制．２０２１．２９（１１）　犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾　·１１６　·收稿日期：２０２１０８１１；　修回日期：２０２１１０１７。

作者简介：王世涛（１９７９），男，山东临沂人，博士，高级工程师，主要从事导弹控制与攻防对抗技术方向的研究。

通讯作者：董海迪（１９８８），男，湖北武汉人，博士，讲师，主要从事导弹测试、故障诊断及性能评价方向的研究。

引用格式：王世涛，董海迪．导弹电动舵机控制系统设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２０２１，２９（１１）：１１６１２１，１４７．文章编号：１６７１４５９８（２０２１）１１０１１６０６　ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２１．１１．０２１　中图分类号：ＴＰ１８文献标识码：Ａ导弹电动舵机控制系统设计王世涛１，董海迪２（１．中国人民解放军３１００２部队，北京　１００１６１；２．海军工程大学兵器工程学院，武汉　４３００３０）摘要：针对某型导弹现有电液伺服系统存在动态响应速度慢、结构复杂、可靠性差、使用维护困难等缺点，研究提出了一种以大功率无刷直流电机为控制对象的电流／位置／速度三闭环反馈控制系统设计方案；采用ＤＳＰ和ＦＰＧＡ的组合工作模式，其中ＤＳＰ内部主控制程序实现系统初始化、三闭环控制算法和产生ＰＷＭ信号等功能，ＦＰＧＡ则实现各功能电路的时序逻辑控制；通过构建由模拟制导计算机、１５５３Ｂ总线通讯网络和舵机控制系统组成的测试系统，验证了三闭环电动舵机控制系统设计方案的可行性；实验结果表明，该导弹电动舵机控制系统最大负载扭矩为７５Ｎ·ｍ，满载角速度为２００°／ｓ，调节时间小于７０ｍｓ（±１０°阶跃信号），动态相移小于５％（２°，１Ｈｚ），具有输出力矩大、响应速度快、控制精度高、使用寿命长和可维护性好等优点。

关键词：电动舵机；无刷直流电机；原理样机；性能测试犇犲狊犻犵狀狅犳犆狅狀狋狉狅犾犛狔狊狋犲犿犳狅狉犕犻狊狊犻犾犲犈犾犲犮狋狉犻犮犃犮狋狌犪狋狅狉ＷＡＮＧＳｈｉｔａｏ１，ＤＯＮＧＨａｉｄｉ２（１．ＰＬＡｏｆ３１００２Ｕｎｉｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１６１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷｅａｐｏｎｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ　４３００３３，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍｏｆａｃｅｒｔａｉｎｍｉｓｓｉｌｅ，ｓｕｃｈａｓｓｌｏｗｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｅｄ，ｃｏｍｐｌｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｏｏｒｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ａｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｏｆｃｕｒｒｅｎｔ／ｐｏｓｉｔｉｏｎ／ｓｐｅｅｄｔｈｒｅｅｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｈｉｇｈｐｏｗｅｒｂｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣｍｏｔｏｒｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＴｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｍｏｄｅｏｆＤＳＰａｎｄＦＰＧＡｗａｓａｄｏｐｔｅｄ．Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｓｙｓｔｅｍｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｒｅｅｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄＰＷＭｓｉｇｎａｌｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｗｅｒｅｒｅａｌｉｚｅｄｉｎｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｇｒａｍｏｆＤＳＰａｎｄｔｉｍｉｎｇｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｏｆｅａｃｈｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｉｒｃｕｉｔｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄｉｎＦＰＧＡ．Ｂｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇａｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｇｕｉｄａｎｃｅｃｏｍｐｕｔｅｒ，ａ１５５３Ｂｂｕｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋａｎｄａｓｔｅｅｒｉｎｇｇｅａｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｌｏｏｐｅｌｅｃｔｒｉｃｓｔｅｅｒｉｎｇｇｅａｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｌｏａｄｔｏｒｑｕｅｏｆｔｈｅｍｉｓｓｉｌｅｅｌｅｃｔｒｉｃｓｔｅｅｒｉｎｇｇｅａｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗａｓ７５Ｎ·ｍ，ｔｈｅｆｕｌｌｌｏａｄａｎｇｕｌａｒｖｅｌｏｃｉｔｙｗａｓ２００°／ｓ，ｔｈｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｔｉｍｅｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ７０ｍｓ（±１０°ｓｔｅｐｓｉｇｎａｌ），ａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ５％（２°，１Ｈｚ）．Ｔｈｅｍｉｓｓｉｌｅｅｌｅｃｔｒｉｃｓｔｅｅｒｉｎｇｇｅａｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｗｎｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌａｒｇｅｏｕｔｐｕｔｔｏｒｑｕｅ，ｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｅｄ，ｈｉｇｈｃｏｎｔｒｏｌａｃｃｕｒａｃｙ，ｌｏｎｇｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅａｎｄｇｏｏｄｍａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ．犓犲狔狑狅狉犱：ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｃｔｕａｔｏｒ；ｂｒｕｓｈｌｅｓｓｄｃｍｏｔｏｒ；ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔ０　引言导弹舵机伺服系统按照功率能源分为电动伺服舵机、气动伺服舵机和电液伺服舵机三类［１２］。

电动舵机双极性控制电流截止负反馈技术

中的电流冲击，节省硬件电路体积。关键词：软件电流截止负反馈；电流检测；电动舵机；双极性控制中图分类号：Ｍ３１Ｔ８文献标识码：Ａ文章编号：０４７１（０２０－０１０１０－０８２１）４０５－３
ＣｕｒｅｔＣｕｔｒｎ－ＯｆｇｔｖｅＦｅｄｃｉｎｅｔｏｃｎｉａｔｔｒｗｉｈｆＮｅａｉｅｂａｋＵｓｎｇｉＥｌｃｒｍｅｈａｃｉＡｃｕａｏｔＤｕａｌｒｔＣｏｒｌｌＰｏａｉｙｎｔｏ
的电流限制手段。此外，功率系统一般还要求控小
Ｏ引言
随着电传操纵系统的发展，电动舵机的应用越来越广泛。在小功率的电动舵机控制系统中，为提高系统的快速跟随性能，省去速度和电流环，系可将统设计为单一的位置闭环控制系统 … ，电动舵机但系统在过渡过程中电流冲击较大，仍需要加入必要
ＺＡＧＱｎ－ｈｏＭＡＲｉｑｎ，ＩＮＬａｇＷＮＧＷｉＨＮｉｃａ，ｕ— ｉｇＸＡＧＩＫｎ，Ａｅｇ（ｏｔｗｓｒｏｔｈｉａＵｉｒｔ，ｉｎ７０７，ｈｎ）ＮｒｅｔｎＰｌｅｎｃｌｎｅｓｙＸ１０２Ｃｉｈｅｙｃｖｉａａ
ＡｂｔａｔＡｃｏｄｎｅｃａａｔｓｃｆｌｔｍｅｈｎｃｃａｒＥｓｒｃ：ｃｒｉｇｔｔｈｒｃｅｔｓｏｅｒｃａｉａａｔｔ（ＭＡ）ｙｔｓｃｓｆｓｒｓｏｓｐｅ，ｏｈｉｒｉｅｃｏｌｕｏｓｓｍ，ｕｈａａｔｅｐｎｅｓｅｄｅ

一控四电动舵机控制器设计

第４６卷第４期２０１３拒４月
截瓤
ＭＩＣＲ０ＭＯＴＯＲＳ
Ｖｏ１．４６．Ｎｏ．４Ａｐｒ．２０１３
一
控四电动舵机控制器设计
李志，齐蓉，戴志勇
（西北工业大学自动化学院，西安７１０１２９）
１舵机控制系统总体方案
舵机是飞行器控制系统的执行机构，用以操纵
飞行器舵翼，依靠舵翼偏转产生的空气动力及气动
分别安装在飞行器尾部相互垂直的４个方向上。１＃舵机和３＃舵机，２＃舵机和４＃舵机分别相互配合，
ｌｆｅｄｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｉｃｒｕｄｒｄｅｒ；ｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌ；ＢＬＤＣＭ；ｖａｉａｒｂｌｅｐａｒａｍｅｔｅｒＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌ
ＤｅｓｉｇｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＲｕｄｄｅｒＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＷｈｉｃｈＯｎｅＤｒｉｖｅＦｏｕｒ
ＬＩＺｈｉ，ＱＩＲｏｎｇ，ＤＡＩＺｈｉｙｏｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ７１０１２９，Ｃｈｉｎａ）

Boost变换器的控制电流环的优化设计

Boost变换器的控制电流环的优化设计【摘要】平均电流控制是较常见的一种控制方法，它可以工作于CCM和DCM工作方式下，可以在输入电压、负载变化范围比较大的场合得到质量很高的电流波形。

本文对平均电流控制电路的电流环的控制参数进行了选择设计，并用改进后的遗传算法对其进行进一步优化设计。

最后通过仿真实验证明，优化后，电流环的相位裕量及稳定性优于优化设计前。

【关键词】电流控制;功率补偿;优化控制引言目前，开关电源向高频率，高效率，数字化，集成化方向发展，这是DC/DC 转换器的控制系统委员会提出更高的稳态和瞬态性能[1]。

信号和大信号瞬态分析和DC/DC开关稳压器系统的稳定分析和反馈控制电路的设计一直是一个电力电子领域有待解决的问题。

加强这方面的研究，并结合高频开关电源的基本理论和实际应用的持续发展具有显著意义。

本文在控制电路小信号模型的基础上，分析电流控制环的主要作用，选择合适的适应度函数，利用改进的遗传算法对控制参数进行优化，并对优化结果进行了仿真分析。

1.PFC控制电流环结构电流环调节输入电流平均值，使其波形与输入电压波形相同。

输出电压经电压误差放大器放大后，与全桥整流输出电压的采样在乘法器相乘后送到电流运算放大器作为基准电流。

2.参数选择在有源功率因数调节器中有两个影响因素，一是输入端的桥式整流的影响，二是乘、除法电路及平方电路的影响。

这两个影响因素都可能带来输入端间乘积、谐波或边频（Side Band）的影响，并且这两个因素的调变过程会互相影响。

本文将在系统小信号模型的基础上进行分析，借用遗传算法对控制参数进行优化。

PFC电路是内电流控制环路，是通过调节电源电路的占空比，以迫使输入电流实现跟踪获得的输入电压正弦波。

输入电压是全波整流波形，包含了丰富的谐波，为了更好地控制电感电流和得到良好的动态特性，必须具有一个高频电流环路增益，高带宽和合理的相位裕度和有抑制开关噪声的能力。

则据电流环的开环传递函数：（1）其中：RS为电流采样电阻，VO为输出电压，L为主电路电感，△V为PWM控制器三角波峰峰值，为切换频率。

PMSM电流环速度环位置环设计与实现中的心得体会

一：电流环参数的调节1：PMSM传动控制系统中，电机运行速度范围很宽，电流频率范围从零到上百赫兹，要在这么宽的频率范围内准确地检测电机电流，常选用霍尔元件实现电机电流的检测。

霍尔检测方法优点：动态响应好，信号传输线性及频带范围宽等优点。

为保证电机对称运行，电流三相各反馈信道的反馈系数必须相等，这就要精心选择调理电路组件，仔细调整反馈回路参数。

信号调理电路使用模拟放大器时，放大器的零漂是影响电机低速运行性能的主要因素，要仔细调整放大器，将零点漂移控制在10mv以内。

2：PMSM调速系统需要电机有很宽的调速范围，达到10^4：1以上，要在这么宽的速度范围内检测出电机的速度，以实现调速系统的控制确实是个很重要的问题。

尽管T法在低速时有很好的测速精度，但研究调速系统控制的论文极少见使用(T或M/T)法测速的，基本上都是采用M法测速。

实际上，当电机处于极低转速时，电机能否稳定运行不仅仅取决于位置传感器及其所送来的脉冲信号，还有速度调节器的作用，以及电流环与电机转子惯性环节的影响，所以，M法仍可用于低速范围内电机速度的检测与反馈。

3：电流调节器参数对电流环的动态响应具有决定性影响。

电流调节器比例系数越大，电流阶跃跟踪响应速度越快，响应的超调越大，振荡次数越多。

电流调节器的积分系数越大，电流阶跃跟踪响应的稳态误差越小，但太大会引起电流环振荡。

PMSM调速控制系统的电流环控制对象为PWM逆变器、电机电枢绕组、电流检测环节组成。

在实际系统运行过程中，电流环的相应受电机反电势的影响，电流环动态响应不好，为提高永磁同步电机调速系统电流环动态响应性能，抑制反电动势对电流环的影响，在实际系统电流调节器制作时，比例和积分系数均做了调整，增大比例系数，减小积分时间常数。

电流环响应若不加微分负反馈环节，电流环动态响应将会出现振荡与超调。

然而实际应用中，通常不加微分反馈环节，因为微分极易引起系统的振荡。

而且按照电流环I型系统的校正原则，采用PI控制才能实现电流环系统的稳定性和高动态响应。

基于SVPWM电机控制系统中电流环的设计

基于SVPWM电机控制系统中电流环的设计摘要:介绍了SVPWM机理，设计了伺服电机的电流环控制的软硬件方案，对电流环伺服控制策略进行了研究，分析了电流采样原理，并对电机驱动中逆变器的死区补偿问题做了一些探讨，最后详细介绍了电流环中断的软件实现方法。

关键词:空间矢量脉宽调制; 逆变器; 死区补偿 Design of Current Loop for Motors Control System Based on SVPWMSUN Jie , LUAN Zhong-quanAbstract : Introduce the SVPWM, design the software and hardware scheme of current loop in servo motor, study the control strategy, analyze the current sampling, and do some research to keep the force ripple of load motor and compensate death-time in motor inverter. At last, the software realization plan about current loop interruption was focused on. Key words : space vector pulse width modulation (SVPWM) ; inverter ; d ead-time compensation0 引言近十几年来，DSP控制器广泛应用于电机控制中。

TI公司的TMS320F2812 DSP 具有更完备的外围控制接口和更丰富的电机控制外设电路。

它的事件管理器(EV)含有硬件SVPWM产生电路。

产生SVPWM具有硬件结构简单, 控制精度高, 实时性强, 软件编程容易等优点。

电流环的作用

控制交流伺服系统的关键是实现电机瞬时转矩的高性能控制，对PMSM转矩控制的要求可归纳为响应快、精度高、脉动小、效率高等。

根据dq坐标系中的PMSM电机模型知，对电机输出转矩的控制最终归结为对交轴、直轴电流的控制。

为提高系统性能，PMSM速度伺服系统采用速度环和电流环双闭环结构，电流环为系统内环，速度环为系统外环。

作为多闭环控制系统，外环性能的实现依赖于系统内环的优化。

电流环是PMSM速度伺服系统中提高控制精度和响应速度、改善控制性能的关键。

为了达到伺服系统比较精确和快速的控制效果，必须保证相电流能够精确快速的实现采样。

在电流环的采样设计中，为了达到这种采样效果，我们采用一种自适应采样时刻调整技术，根据调制系数的不同，动态的调节采样时刻点，同时为了保证电流采样的实时性和快速性，利用TMS320F28069 MCU独有的CLA硬件结构框架，保证电流采样和数据处理的快速进行。

如下图所示：（1）低调制系数下，可用于采样电流时间段（2）高调制系数下，可用于采样电流时间段由图1和图2比较可知，在开关管通断时刻后，电流都有一段波动调整期，如若采样点设置在波动调整期内，则会直接影响电流采样结果的准确，而且随着调制系数大小的变化，该调整期的长短也会变化，导致可用于采样电流的时间段长度也发生变化，为了保证每次采样时刻点都落到可用于采样电流的时间段内，需要才用一种自适应采样时刻调整技术保证采样时刻点跟随载波系数的不同自适应的进行调整。

TMS320F28069特有的CLA（控制算法加速器）结构式一个32位独立的可支持单精度浮点运算的浮点运算CPU，凭借其低延迟的中断控制机制，可很好的实现对电流采样的控制和采样结果的实时读取。

这一特有的硬件结构通常被应用与实时性要求较高的控制场合。

在交流伺服系统中，采用CLA实现电流环的控制，可以很大的提高整个内环的相应速度，到达更高的响应频宽。

电动机驱动控制器设计与控制策略优化

电动机驱动控制器设计与控制策略优化电动机驱动控制器是一种重要的电力电子设备，用于控制和驱动电动机的运行。

它在工业自动化、交通运输、医疗设备等领域都有广泛的应用。

本文将围绕电动机驱动控制器的设计与控制策略优化展开讨论。

首先，设计一个高效可靠的电动机驱动控制器是至关重要的。

该控制器应具备以下特点：高效率、低能耗、稳定性好、噪音小等。

在电路设计方面，可以选择使用先进的功率半导体器件，如IGBT（绝缘门极双极性晶体管）来提高控制器的效率。

此外，合理的散热设计也是不可忽视的，可以采用风扇散热或散热片等方式来保持控制器的温度在合理范围内。

在电磁兼容方面，应采取屏蔽措施，减少电磁干扰对周围设备的影响。

其次，控制策略优化是电动机驱动控制器设计的关键。

常见的控制策略包括开环控制、闭环控制和矢量控制等。

开环控制是最简单的一种，通过预先设定的控制信号来控制电动机的运行。

闭环控制是在开环控制的基础上加入反馈元件，根据反馈信号调整控制信号，使电动机输出满足要求。

矢量控制是一种更高级的控制策略，它可以实现对电机的精确控制，提高系统的响应速度和运行效率。

针对不同的应用场景和需求，选择合适的控制策略是至关重要的。

如在工业自动化领域，为了提高电机的运动精度和稳定性，可以使用闭环控制或矢量控制策略。

而在交通运输领域，如电动汽车，为了实现更好的能源利用和行车安全，可以采用矢量控制策略。

此外，在医疗设备领域，对电动机的控制要求更高，因此可以采用更复杂的矢量控制策略来实现。

除了选择合适的控制策略，优化控制参数也是提高电动机驱动控制器性能的关键。

控制参数包括电流环、速度环和位置环等。

通过调整这些控制参数，可以使电机的运动更加平稳，并提高系统的响应速度。

此外，还可以采用先进的控制算法，如PID、模糊控制、神经网络控制等，来进一步提高控制器的性能。

当然，在电动机驱动控制器设计与控制策略优化过程中，也需要注意一些问题。

首先是安全性问题，电动机驱动控制器涉及到高压电源和高功率电流，因此必须保证设备的安全可靠，防止发生火灾、电击等危险。

直线电机控制系统中电流环的优化设计

直线电机控制系统中电流环的优化设计摘要：直流直线电机不需要传动机构就能够获得直线运动，具有良好的控制特性，在短行程高频精密加工场合中具有广阔的应用前景。

文中主要针对直流直线电机的控制系统电流环的设计进行优化研究。

分析了直线电机的控制原理，设计了电机控制系统的软硬件方案，基于SVPWM原理，对电流环伺服控制策略进行了研究，并对抑制推力波动和电机驱动中逆变器的死区补偿问题做了一些探讨，最后详细介绍了直线电机中电流环的软件实现方法。

关键词：直线电路；控制系统；电流环；优化设计引言：相比于旋转电机与传动机构相结合的传统直线运动机构，直线电机具有加速度大、控制精度高和响应快等优点，因此在精密激光设备等高精密设备中，直线电机及其驱动控制系统具有重要的研究和应用价值，在高精度的永磁同步直线电机（permanent magnet linear synchronous motor，PMLSM）驱动控制系统中，主要包括位置环、速度环和电流环 3 个控制环节，电流环作为最内环节，将控制系统与电机单元衔接起来，是电机驱动控制系统的核心环节，特别是应用在光刻机工件台中的直线电机驱动控制系统，具有较高的位置环带宽才能提高系统的跟踪精度，因此电流环需要更高的动态性能。

一、概述1、分类直线电机分为直线直流电动机、直线感应电动机、直线同步电动机、直线步进电动机、直线压电电动机、直线磁阻电动机。

目前使用比较广泛的是直线感应电动机和直线同步电动机。

直线同步电动机虽然比直线感应电机工艺复杂、成本较高，但是效率较高、次级不用冷却、控制方便，更容易达到要求的性能。

因此随着钕铁硼永磁材料的出现和发展，永磁同步电机已成为主流。

在数控设备等需要高精度定位的场合，基本上采用的都是永磁交流直线同步电动机。

2、直线电机进给系统控制策略现状直线电机伺服驱动系统必须满足高速度、高精度的要求，这就要求控制系统采取有效的控制策略抑制各种扰动。

一个有效的控制策略应该基于对对象模型结构宏观的把握，从某一具体对象的特性出发，针对产生扰动的原因，采取相应的控制技术，从而实现有效控制。

电机设计的多目标优化设计方案

电机设计的多目标优化设计方案目录序言 (1)2.OPtiS1ang控制系统介绍 (1)optiS1ang提供了丰富的优化分析模块与优化后处理功能 (3)序百电机设计是一个复杂的多物理场问题，它涉及到电磁、结构、流体、温度和控制等多个领域。

随着新材料、新工艺以及各种电机新技术的发展，电机设计的要求越来越苛刻，精度要求也越来越高，传统的设计方法和手段已经不能满足现代电机设计的要求，必须借助于现代仿真技术才能解决各种设计难题。

针对电机永磁化、高速化、无刷化、数字化、集成化、智能化、高效节能化的发展趋势和相关技术挑战，AnSyS 能提供集成化设计解决方案和流程，高效实现电机从磁路法到有限元、从部件到系统、从电磁到多物理场耦合的多领域、多层次、集成化电机及驱动/控制系统设计。

在电机初始设计阶段，采用Motor-CAD与专业优化设计工具AnsysOPtiS1ang进行多学科快速综合优化;在电机高精度设计阶段，采用MaXWeI1与OPtiS1ang、DeSignXPIorer相结合，实现包括电机电磁性能、振动噪声、散热设计在内的多物理场综合优化设计。

2.OptiS1ang控制系统介绍OPtiS1ang是用于进行多学科优化、随机分析、稳健与可靠性优化设计的专业分析软件，在参数敏感度分析、稳健性评估、可靠性分析、多学科优化、稳健与可靠性优化设计方面具有强大的分析能力，集成了二十多种先进的算法，为工程问题的多学科确定性优化、随机分析、多学科稳健与可靠性优化设计提供了坚实的理论基础。

同时，针对上述各种分析集成了强大的后处理模块，提供了稳健性评估与可靠性分析前沿研究领域中的各种先进评价方法与指标，以丰富的图例、表格展示各种分析结果。

OptiS1ang可与多种CAE软件或者求解器集成，可基于其求解器进行各种工程仿真分析或者数据处理，因此使得OPtiS1ang成为各工程领域中进行参数敏感性、多学科优化、稳健可靠性分析优化的专业工具。

电动舵机的参数平衡设计

电动舵机的参数平衡设计
章家保
（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春摘１３００３３）要：在进行电动舵机设计时，为防止其中部分参数不平衡而导致系统性能变差或难以实现，对选用的电机
ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｂａｌａｎｃｅｉｎｔｈｅｍｏｔｏｒｌｏａｄｍｏｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｙ，ｒｔｈｅｍｏｔｏｒｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｎｄｔｗｏｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｉｎｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｍｏｔｏｒｗｅｒｅ
ｒｅｄｕｃｅｒｈａｓｂｅｅｎｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｔｙｐｅａｎｄｔｈｅｐｉｎｒｃｉｐｌｅｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｂａｌａｎｃｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｌａ
原则对电机进行了选定，并给出了选用电机的两个原则。最后，对样机进行了实验测试。结果表明：舵机角速
度为１４５。／ｓ；输出力矩为２０Ｎ・ｍ；带宽达１０．７２Ｈｚ。满足了电动舵机系统设计的技术参数要求。

基于PI和预测控制的电机电流环设计

基于PI和预测控制的电机电流环设计一、引言电机电流环控制是电机控制系统中的关键环节之一、传统的电机电流环控制方法主要有比例控制和PID控制。

然而，这些方法不能针对电机的非线性、时变特性进行控制，容易导致系统的性能下降。

为了克服这些问题，基于预测控制的电机电流环控制方法逐渐被研究和应用。

本文将探讨基于PI和预测控制的电机电流环设计。

PI控制方法是目前应用最广泛的控制算法之一、其基本原理是根据系统当前状态和误差信号，通过比例和积分两个参数对输出信号进行调节。

在电机电流环中，PI控制主要用于改善电机电流的跟踪性能。

1.系统建模首先需要建立电机电流环的数学模型，可以采用电压模型或电流模型进行建模。

对于直流电机而言，可以使用基本的电机电流控制方程进行建模，如下所示：ua(t) = Ra * ia(t) + L * da(t)/dt + Vb(t)其中，ua(t)为电机的电压信号，Ra为电机的电阻，ia(t)为电机的电流信号，L为电机的感应电感，da(t)/dt为电机的电流变化率，Vb(t)为电机的电压源。

2.控制算法设计基于PI控制的电机电流环设计过程中，首先需要确定PI控制的比例和积分参数Kp和Ki。

Kp参数主要用于实现误差的快速补偿，Ki参数主要用于消除误差的累积。

为了实现最佳控制性能，可以使用试探法或者优化算法确定最佳参数值。

3.控制器实现确定了Kp和Ki参数后，需要将其实现为控制器的形式。

可以使用硬件电路或者软件程序实现PI控制器。

在实现过程中，需要考虑采样周期和系统输出的离散化处理，以确保控制器的稳定性和实时性。

4.性能评估在完成控制器的实现后，需要对其进行性能评估和测试。

可以通过仿真或实验的方式验证控制器的跟踪性能、稳定性和鲁棒性等指标。

基于预测控制的电机电流环设计是一种高级的控制方法，可以克服传统控制方法的非线性和时变特性。

预测控制主要是通过预测电机未来的状态和输出值，基于预测结果进行控制。

关于迫击炮弹的电动舵机控制系统优化设计

关于迫击炮弹的电动舵机控制系统优化设计
彭博;高欣宝;张开创;满海涛
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2016(033)004
【摘要】关于电动舵机控制系统优化问题,针对电动舵机系统非线性多变量所导致响应速度较慢,依据简易制导迫击炮弹飞行过程中舵机控制的实际响应情况,为优化电动舵机控制系统快速响应特性,利用模糊自适应整定控制算法确定实现对相关参数的最佳调整,设计出一种适用于简易制导追击炮弹电动舵机的模糊控制器,利用matlab软件进行仿真.结果表明,优化后的电动舵机控制系统响应速度大幅提高,同时有效地改善了系统的幅频曲线和相频曲线等频域特性.最后通过半实物仿真验证了改进方法的有效性,为简易制导迫击炮弹研制提供了理论基础.
【总页数】6页(P5-9,35)
【作者】彭博;高欣宝;张开创;满海涛
【作者单位】军械工程学院,河北石家庄050003;军械工程学院,河北石家庄050003;军械工程学院,河北石家庄050003;72373部队,河南洛阳471900
【正文语种】中文
【中图分类】TJ410
【相关文献】
1.迫击炮弹丸与身管配合间隙优化设计 [J], 司志桧;葛建立;杨国来;李志旭;
2.迫击炮弹丸与身管配合间隙优化设计 [J], 司志桧;葛建立;杨国来;李志旭
3.直驱型电动舵机电流环优化设计 [J], 卢晓慧;梁加红;廖瑛
4.电动舵机伺服控制器控制律的优化设计 [J], 赵志刚;骆志伟;欧阳松
5.小型电动舵机传动机构的优化设计与研制 [J], 梁建亮;王翔;章荣平;高大鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

直驱风电机组并网变流器预充电电路设计方法优化

充电电压的最大值U 为网侧线电压的峰值， m ax
也是直流母线电容电压能够充到的最大电压。为了
简化计算，将充电过程看作电压值为U 的直流电 m ax
源对直流母线电容进行充电。对于初始电压为 0 的
电阻电容充电公式为
t
U U (1 e 2RC )
c
ma x
（ 1）
式中， U 为电容两端电压；R 为两个预充电电阻的 c
母线电容充电，规定预充电电阻必须在规定的时问
内将中间直流环节电容上的电压充到交流输入电压
最大值的 80%。这样仍然可以用公式（1）进行计算。
2 预充电电路设计方法改进
2.1 三相全桥预充电电路实际上对于三相全桥整流 [4]波形，直流侧平均
U2 t U2t
max 1
dc 2
（2）
所以有
U2
t
t max 1.10t
U 2
21
1
dc
（3）
计算实例：我公司 1.5MW 变流器并网电压为三
相 620V AC，直流母线电容容量为 68mF，预充电电
阻为 3 个 30 。控制系统判断预充电完成标志为直
流母线电压达到 840V DC。
这时U 876V ，按照公式（1）可以计算得 m ax
关键词：直驱风力发电机组；全功率变流器；预充电电路；低功耗
The Optimizing Methods to Design the Pr echar ging Cir cuit of Gr id Connected Conver tor for Dir ect-dr ive Wind Tur bine

foc中电流环调试的宝贵经验总结

foc中电流环调试的宝贵经验总结以FOC中电流环调试的宝贵经验总结为题，我将分享一些关于FOC中电流环调试的实践经验和技巧。

FOC（Field-Oriented Control）是一种用于控制电机的先进技术，它通过将电机分解为一个磁场和一个磁场垂直的电流来实现精确控制。

在FOC控制中，电流环的调试是非常重要的一步，它直接影响到电机的性能和运行稳定性。

下面是我总结的一些关于FOC中电流环调试的宝贵经验。

1. 设置合适的电流环参数：电流环的参数设置对于电流环的调试至关重要。

一般来说，电流环的参数包括比例增益、积分时间和限幅值等。

合理设置这些参数可以提高电流环的响应速度和稳定性。

在设置参数时，可以根据电机的特性和控制要求进行调整。

2. 逐步调试：在电流环的调试过程中，建议逐步调试，先调试比例增益，然后再调试积分时间和限幅值。

逐步调试可以帮助我们更好地理解电流环的工作原理，并且可以减少调试过程中的错误。

3. 观察电流波形：在调试电流环时，可以通过示波器观察电流波形来评估电流环的性能。

理想的电流波形应该是平稳的，没有明显的震荡或饱和现象。

如果电流波形存在问题，可以调整电流环参数或增加滤波器来改善。

4. 注意噪声和干扰：在电流环调试过程中，要注意噪声和干扰的影响。

噪声和干扰可能会导致电流环的不稳定性和性能下降。

可以通过增加滤波器、优化电路布局和屏蔽等方法来降低噪声和干扰的影响。

5. 进行闭环测试：在完成电流环调试后，建议进行闭环测试来验证电流环的性能。

闭环测试可以通过给定一个特定的输入信号，然后观察系统的响应来评估电流环的性能。

如果系统的响应不符合预期，可以根据测试结果进行参数调整和优化。

6. 注意保护措施：在电流环调试过程中，要注意电机和控制器的保护措施。

电流环调试可能会导致电机过流、过热等问题，因此需要采取相应的保护措施，例如设置过流保护和温度保护等。

7. 进行实际测试：在完成电流环调试后，建议进行一些实际测试来验证电流环的性能。

电动舵机控制

电动舵机控制第一章：引言（250字左右）电动舵机是一种常见的机电传动装置，广泛应用于航空、航天、机械制造等领域。

它以电能作为动力源，通过电动机驱动，通过齿轮传动实现转动角度控制。

本论文旨在研究电动舵机的工作原理、控制方法以及其在实际应用中的优势和问题。

第二章：电动舵机的工作原理（250字左右）电动舵机的工作原理基于齿轮传动和电动机驱动。

电动舵机内部包含电机、减速器和驱动装置。

电机通过其输出轴连接到减速器，在减速器的作用下，将电机的高速旋转转换为舵机输出轴角度的缓慢转动。

减速器中的齿轮传动机构决定了输出轴的角位移。

通过控制电机的旋转速度和方向，可以精确地控制电动舵机的转动角度。

第三章：电动舵机的控制方法（250字左右）电动舵机的控制方法主要有开环控制和闭环控制两种。

开环控制是指在没有反馈传感器的情况下，通过控制电机的电流或电压来控制舵机的转动角度。

这种控制方法简单、成本低，但对外界干扰敏感。

闭环控制是在开环控制的基础上增加了反馈传感器，通过实时监测输出角度，与目标角度进行比较，调节电机驱动器的电压或电流，保持舵机的准确控制。

闭环控制方法具有较高的精度和稳定性，但也增加了系统的复杂性和成本。

第四章：电动舵机在实际应用中的优势和问题（250字左右）电动舵机在很多领域有着广泛的应用和优势。

首先，电动舵机的转动角度范围大，并且能够实现较高的控制精度。

其次，电动舵机的响应速度快，能够快速调整输出角度。

第三，电动舵机结构紧凑，占用空间小，适用于各种场合。

然而，电动舵机也存在一些问题。

例如，由于减速器的摩擦和间隙，电动舵机的转动角度可能存在一定的误差。

此外，由于电动舵机的工作过程中会产生一定的热量，如果长时间工作，可能会引起过热现象。

综上所述，电动舵机作为一种机电传动装置，在实际应用中发挥着重要的作用。

通过深入研究电动舵机的工作原理和控制方法，并充分考虑其在实际应用中的优势和问题，可以更好地应用和改进电动舵机技术。

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Ｋｅｒｓ：ｅｅｔｏｃａｃｌａｔａｏｙｗｏｄｌｃｒｍｅｈｎｉａｃｕｔｒ；ｆａｔｏｌｓｏｏｃｎｒｔｄｗｉｄｉｒｃｉｎａｌｔｃｎｅｔａｅｎｎｇ；ｐｒｎｎｇｅｒｓｌｓｅｍａｅｔｍａｎｔｂｕｈｅｓＤＣｔｒｃｒｅｔｌｏｍｏｏ；ｕｒｎｏｐ；ｏｔｍｉａｉｎｐｉｚｔｏ
ＢａｅｎｔｅａａｙｉｆｈｅｔｒｓｏｎｉｓｄｏｈｎｌｓｓｏｅｆａｕｅｆａｄｔｔＰｍｅ—ｏｔｌｕｒｎｏ，ａｔｙｏ—ｏｔｌｕｅｔｏｐｐｉｒｅｔｌｐｍｅｈｐｍａｃｏｉｐｉｒｎｏｍａｃｌ
ｃｎｒｌｓｓｅｗａｅｉｎｄ．Ｔｈｉｌｔｏｅｕｌｈｏｔａｈｅｔｍｅｈｙｏ —ｏｉｌｃｒｅｔｌｏｏｔｏｏｔｏｙｔｍｓｄｓｇｅｅｓｍｕａｉｎｒｓｔｓｗｈｔｔｉｐｓｐｔｍａｕｎｏｐｃｎｒｌ
ＯｐｉｉｉｇＤｅｉｎｏｒｅｔＬｏｐｉｈｒｃｔｚｎｓｇｆＣｕｒｎｏｎｔｅＤｉｅｔｍ
ＤｒｖｅｔｏｅｈａｉａｃｕａｏｉｅＥｌｃｒｍｃｎｃｌＡｔｔｒ
Ｌａｈｉ，ＬＡＮＧＪａｏｇ，ＬＡ０ＹｉｇＵＸｉｏｕＩｉｈｎＩｎ
真。仿真结果表明，次速电流环具有调节速度快、抗干扰能力强等优点。关键词：电动舵机；分数槽集中绕组；永磁无刷直流电机；电流环；优化
中图分类号：Ｔ６＋Ｍ３１文献标志码：Ａ文章编号：１０ —８８２１）５０４．３０１６４（０１０．０９０
（．ｏｌｅｆＭｅａｒｎｃＥｇｎｅｉｎｕｍａｉ，ａｉｎｌｎｖｒｔｏＤｆｎｅ１ＣｌｇｅｏｃｔｉｎｉｒｇａｄＡｔｔｎＮｔａｉｓｙｆｅｓｈｏｓｅｎｏｏｏＵｅｉｅＴｃｎｌｙｈｎｓａ４０７，Ｃｉｅｈｏｏ，Ｃａｇｈ１０３ｈｎｇａ；２ＣｌｇｅｓａｅａｄＭａｅａｎｉｅｎ，．ｏｌｅｏＡｒｐｃｎｔｉｌｇｎｒｇｅｆｏｒＥｅｉＮｔｎｌｎｖｒｔｏＤｆｎｅＴｃｎｌｙｈｎｓａ４０７，ＣｉａａｉａＵｉｓｙｆｅｓｅｈｏｏ，Ｃａｇｈ１０３ｈｎ）ｏｅｉｅｇ
第４４卷第５期
２１焦０１
Ｖｏ４．Ｎｏ５Ｌ４．
Ｍａ．０１ｌｖ２
５月
直驱型电动舵机电流环优化设计
卢晓慧，梁加红，廖瑛
（．国防科技大学机电工程与自动化学院，长沙１２．国防科技大学航天与材料工程学院，长沙４０７；１０３４０７）１０３
Ａｂｔａｃｓｒｔ：Ｆｏｈｅｔｒｓｏｉｅｔｄｖｅｅｔｏｃａｉａａｔｔｒｃｒｅｔｏｔｏｍｅｈｄｆｒｔｒｔｅｆａｕｅｆａｄｒｃｒｅｌｃｒｍｅｈｎｃｌｃｕａｏ，ａｕｒｎｃｎｒｌｉｔｏｏｈｅｔｒｕｅｒｐｐｅｒｄｃｉｎｏｒｃｉｎｌｌｔｃｎｅｔａｅｎｉｅｍａｅｔｍａｎｅｒｈｅｓｏｑｉｌｅｕｔｆｆａｔｏａｓｏｏｃｎｒｔｄｗｉｄｎｇｐｒｎｎｇｔｂｕｓｌｓＤＣｏｍｏｏｓｔｒｗａｐｒｓｎｅｅｅｔｄ．Ｔｈｅｓｔｅｏｔｍｉｉｇｄｓｇｆｃｒｅｔｌｏｎｔｅｄｒｃｒｖｌｃｒｍｅｈｎｃｌｍｏｏ．Ｔｅｋｙｉｈｐｉｚｎｅｉｎｏｕｎｏｐｉｈｉｅｔｄｅｅｅｔｏｃａｉａｔｒｈｅｉｍａｈｍａｉａｄｌｏｒｃｉｎｌｓｏｏｃｎｔａｅｎｉｇｐｅｍａｅｔｍａｎｔｂｕｓｌｓｔｒｗａｕｉ．ｔｅｔｃｌｍｏｅｆｆａｔａｌｔｃｎｅｒｔｄｗｉｄｎｒｎｎｇｅｒｈｅｓＤＣｍｏｏｓｂｌｏｔ
摘
要：针对直驱型电动舵机的特性，采用电流参考波形优化控制法来减小分数槽集中绕组永磁无方法的关键。为此，建立了分数槽集中绕组永磁无刷直流电机的数
学模型，在分析Ｐ型电流环和最速电流环控制优缺点的基础上，设计了次速电流环控制器。最后，对系统进行了仿