双闭环
双闭环pi参数调节技巧
双闭环pi参数调节技巧双闭环PI参数调节技巧引言：双闭环PI参数调节技巧是一种常用的控制策略，广泛应用于工业自动化系统中。
本文将深入探讨双闭环PI参数调节技巧的多个方面，从理论基础、调节方法、优化策略等方面进行介绍和讨论。
一、双闭环控制理论基础1.1 双闭环控制原理双闭环控制是指在主闭环的基础上再添加一个辅助闭环，将被控对象的输出作为辅助闭环的参考输入。
这样，主闭环通过调节控制器参数来控制辅助闭环。
这种控制策略可以更好地消除扰动和提高系统的鲁棒性。
1.2 双闭环PI参数调节的必要性双闭环控制相比单闭环控制，具有更好的控制性能和抗干扰能力。
然而，参数的选择对系统的控制效果至关重要。
通过对PI参数的合理选择和调节，可以实现系统的快速响应、稳定性和鲁棒性。
二、双闭环PI参数调节的方法2.1 经验法则法经验法则法是一种常用的参数调节方法，通过调整经验法则中的参数来得到合适的PI参数。
Ziegler-Nichols法则和Chien-Hrones-Reswick法则等都是常见的经验法则。
2.2 试控法试控法是指通过不断试控和观察系统响应，来调节PI参数。
具体操作可以采用逐步调整法、渐进调整法或分步调整法等。
这种方法需要经验丰富的调节员或现场试验。
2.3 自整定方法自整定方法是指利用系统的数学模型和自整定规律，通过计算机辅助设计软件来获取合适的PI参数。
常见的自整定方法有最小二乘法、优化算法和专家系统等。
三、双闭环PI参数调节的优化策略3.1 正交实验法正交实验法是一种常用的优化策略，通过设计一组正交实验矩阵来寻找最佳的PI参数组合。
这种方法可以最大程度地减少试验次数，提高调节效率。
3.2 遗传算法遗传算法是一种优化搜索算法，通过模拟生物进化过程，不断调整参数组合，使目标函数达到最优。
遗传算法可以克服传统方法在参数搜索空间大时的困难，具有较好的全局优化能力。
3.3 控制器参数整定软件控制器参数整定软件是运用计算机辅助设计工具，通过建立系统模型和优化算法，自动搜索最佳的PI参数组合。
双闭环直流调速系统特性与原理
双闭环直流调速系统特性与原理双闭环直流调速系统是一种用于控制直流电动机转速的调速系统。
它由两个闭环控制回路组成，分别是转速外环和电流内环。
其中，转速外环控制直流电机的转速，通过调节电压来控制直流电机的转矩；而电流内环则控制直流电机的电流，通过调节电压来控制直流电机的转矩。
1.稳定性：双闭环控制系统能够有效地控制直流电动机的转速和电流，使其在运行过程中保持稳定的转矩输出。
通过转速外环对转速进行控制，可以实现精确的转速调节；而电流内环则能够控制电机的电流，防止过载和短路等故障。
2.响应速度：双闭环控制系统的转速外环具有较快的响应速度，能够实现快速的转速调节。
而电流内环的响应速度则相对较慢，主要起到电机保护的作用。
3.鲁棒性：双闭环控制系统具有较好的鲁棒性，能够对外部干扰和参数变化具有一定的抗干扰能力。
通过合理的控制策略和参数调整，可以提高系统的鲁棒性。
1.转速外环控制原理：转速外环将输出电压与给定的转速进行比较，得到转速误差，并通过调节电压反馈回内环控制器中。
转速外环控制器通常采用PI控制器，根据转速误差和积分项来控制输出电压。
通过不断调节输出电压，使得转速误差趋于零，从而实现对直流电机转速的调节。
2.电流内环控制原理：电流内环控制器将输出电压与给定的电流进行比较，得到电流误差，并通过调节输出电压来控制电流。
电流内环控制器通常也采用PI控制器，根据电流误差和积分项来控制输出电压。
通过不断调节输出电压，使得电流误差趋于零，从而实现对直流电机电流的调节。
3.反馈信号处理：双闭环直流调速系统中，转速和电流测量信号需要经过滤波和放大等处理，以便传递给控制器进行计算。
滤波器通常采用低通滤波器，用于去除高频噪声，放大器则用于放大信号强度。
4.控制指令处理：由上位机或人机界面输入的控制指令需要经过处理，包括限幅、线性化等，以确保输入信号符合控制系统的要求。
处理后的指令将送入控制器，进行计算和控制输出电压。
通过双闭环直流调速系统的控制，可以实现对直流电机的转速和电流的精确调节，并具有较好的稳定性、响应速度和鲁棒性，广泛应用于工业自动化领域。
永磁同步电机双闭环之间的作用
永磁同步电机双闭环之间的作用
《永磁同步电机双闭环的作用》
永磁同步电机双闭环是指在永磁同步电机控制系统中，采用了速度和位置双闭环控制。
在这种控制方式下，电机可以实现更精准的转速和位置控制，提高了系统的动态性能和稳定性。
首先，采用双闭环控制可以使永磁同步电机更加精准地控制转速。
由于采用了速度闭环控制，系统可以通过实时监测电机的转速并与期望转速进行比较，对电机的控制电流进行调整，从而实现精准的转速控制。
这对于一些对转速要求较高的应用场景非常重要，比如风力发电机组、电动汽车等。
其次，采用双闭环控制还可以实现更加精准的位置控制。
通过采用位置闭环控制，系统可以通过实时监测电机的位置并与期望位置进行比较，对电机的控制电流进行调整，从而实现精准的位置控制。
这对于一些对位置要求较高的应用场景也非常重要，比如机械臂、医疗设备等。
另外，双闭环控制还可以提高系统的动态性能和稳定性。
通过不断调整电机的控制电流，系统可以更快地响应外部的变化，从而提高了系统的动态性能。
同时，双闭环控制还可以通过不断调整电机的控制电流，使系统更加稳定。
这对于一些对动态性能和稳定性要求较高的应用场景同样非常重要。
综合来看，永磁同步电机双闭环控制在提高了电机的转速、位置控制精度的同时，还可以提高系统的动态性能和稳定性，因此在许多应用场景中得到广泛的应用。
双闭环控制的基本原理
双闭环控制的基本原理双闭环控制是现代控制理论中的一种重要理论，是一种卓越的控制方式，广泛应用于工业生产和航空航天等领域。
它的基本原理是通过两级控制，逐步调节系统参数，使系统能够实现更加精确的控制。
下面将从不同的方面来分步骤阐述双闭环控制的基本原理。
第一步是内环控制。
内环控制是指在两个控制环节中更为细致、高效的控制。
它的主要作用是对系统中的某一个环节进行精确控制，防止由于该环节的干扰而导致整个系统的失控。
在双闭环控制中，内环控制通常指的是系统的速度控制环节，其目的是为了使系统的速度精准控制在某个特定的范围内。
当然，内环控制可以根据实际情况进行调整，比如提高精度，调整运行速度等。
第二步是外环控制。
外环控制是指在整个系统中更为全面、综合的控制，它通过输入输出来对整个系统进行控制。
外环控制在双闭环控制中，通常指的是系统的位置控制环节，即对机器人或机器设备等进行位置精确控制。
外环控制还可以通过对温度、湿度、电压等参数的控制来保证整个系统的运行稳定性。
第三步是反馈控制。
反馈控制是指系统根据实际情况反馈来调整系统的控制参数。
在双闭环控制中，反馈控制通常由内环控制来实现。
比如，当内环控制设定的速度与实际速度存在差异时，就会通过反馈调整速度控制参数，从而保证系统的快速响应和稳定性。
第四步是前馈控制。
前馈控制是指根据输入信号的变化来预测未来的控制信号，从而使系统的控制更为精确。
在双闭环控制中，前馈控制主要是在外环控制中实现的。
比如，在机器人的位置控制中，通过对机器人的位置进行预测，可以提前调整脚步或身体姿态，使整个系统的控制更为稳定。
综上所述，双闭环控制的基本原理是通过两级控制，逐步调节系统参数，使系统能够实现更加精确的控制。
它能够在工业生产和航空航天等领域中解决一些复杂和高难度的问题，是现代控制理论中不可缺少的部分。
双闭环调速电路的工作原理
双闭环调速电路的工作原理双闭环调速电路是一种常用于电机调速控制的电路，其工作原理基于两个闭环控制系统的联合作用。
这两个闭环分别是速度外环闭环和电流内环闭环。
在电机调速控制中，要实现精确的速度控制，需要对电机的速度进行反馈测量，并与期望速度进行比较，并通过控制信号调节电机的输入电压或输入电流，以实现速度的稳定控制。
首先，让我们来看看速度外环闭环的工作原理。
速度外环闭环是基于反馈的控制系统，它通过测量电机的转速，并将其与期望的目标速度进行比较。
这个差值被称为误差信号。
然后，误差信号被送入PID控制器（比例-积分-微分控制器）中，PID控制器将计算出一个控制信号，该信号用于调节电机输入电压或输入电流。
控制信号经过放大后，被传递到电机的输入端，从而调整电机的转速。
通过反复测量转速和比较误差，PID控制器不断调整控制信号，直到误差信号为零，即实现了期望的目标速度。
接下来，我们来看看电流内环闭环的工作原理。
电流内环闭环是针对电机的输入电流进行控制的反馈控制系统。
它测量电机的输入电流，然后将其与期望的目标电流进行比较。
这个差值被称为电流误差信号。
然后，电流误差信号被送入电流控制环，该环包括一个电流控制器和一个电流放大器。
电流控制器使用PID控制算法计算控制信号，并通过电流放大器将控制信号放大到足够的电压或电流级别，以调节电机的输入电压或输入电流。
通过反复测量电流和比较误差，电流控制器不断调整控制信号，直到电流误差为零，即实现了期望的目标电流。
总结起来，双闭环调速电路的工作原理可以概括为：首先，通过速度测量和反馈，将电机的实际速度与期望的目标速度进行比较，产生速度误差信号。
然后，通过PID控制器计算出控制信号，用于调节电机的输入电压或输入电流，以实现速度的稳定控制。
同时，通过电流测量和反馈，将电机的实际电流与期望的目标电流进行比较，产生电流误差信号。
然后，通过电流控制器计算出电流控制信号，用于调节电机的输入电压或输入电流，以实现电流的稳定控制。
双闭环直流调速系统工作原理
双闭环直流调速系统工作原理1.系统结构：双闭环直流调速系统主要由两个闭环控制组成，即速度内环和电流外环。
速度内环控制器接收速度设定值和速度反馈信号，通过计算得到电流设定值，并发送给电流外环控制器。
电流外环控制器接收电流设定值和电流反馈信号，通过计算得到电压设定值，并输出给电源控制器。
电源控制器接收电压设定值和电源反馈信号，通过调节电源输出电压，以确保电机输出的电压和电流符合控制要求。
2.速度内环控制：速度内环控制器是实现速度调节的关键部分。
它通过比较速度设定值和速度反馈信号，得到速度差，然后根据速度差来调节电流设定值。
控制器根据速度差的大小来调整电流设定值的大小，如果速度差较大，则增大电流设定值；如果速度差较小，则减小电流设定值。
通过不断调整电流设定值，使得速度差逐渐减小，最终达到设定的速度。
3.电流外环控制：电流外环控制器是为了保证电流的稳定性而设置的闭环控制。
它接收电流设定值和电流反馈信号，通过比较二者的差异，计算得到电压设定值。
控制器根据电流设定值和电流反馈信号的差异来调整电压设定值的大小，如果电流差较大，则增大电压设定值；如果电流差较小，则减小电压设定值。
通过不断调整电压设定值，使得电流差逐渐减小，最终达到设定的电流。
4.电源控制：电源控制器是为了保证电机输出的电压和电流符合控制要求而设置的。
它接收电压设定值和电源反馈信号，通过调节电源输出电压来实现电机的调速。
当电压设定值与电源反馈信号存在差异时，控制器会相应地改变电源输出电压，使得电机的电压和电源设定值尽可能接近。
通过不断调整电压输出，最终使得电机的电压和电流稳定在设定值。
5.系统优点：双闭环直流调速系统能够实现对电机的精确调节，具有较高的速度和电流控制精度。
通过速度内环和电流外环的联合控制，可以准确地调节电机的转速，并且能够自动调整输出电流，适应不同负载。
此外，该系统还具有较好的稳定性和抗干扰能力，在外界干扰较大时仍能保持较高的控制精度。
双闭环直流调速系统介绍
电流环的设计：采用PI控制器，实现对电机电流的精确控 制。
双闭环调速系统的参数整定：根据系统特性和实际需求，对 速度环和电流环的参数进行整定，以实现最佳的调速性能。
双闭环直流调速 系统的应用
双闭环调速系统在工业控制中的应用
01 电机控制：用于控制电机 的转速、位置和扭矩等参 数，实现精确控制
04
够抵抗各种干扰和故障，保持正常运行
双闭环调速系统的设计步骤
01
确定系统需求：分 析系统需求，确定 调速系统的性能指
标
02
设计调速系统结构： 选择合适的调速系 统结构，如双闭环
调速系统
03
设计控制器：设计 控制器参数，包括 比例、积分、微分
等参数
05
设计驱动电路：设 计驱动电路，包括 功率放大器和驱动
双闭环调速系统的特点
速度闭环控制：通过速度传
感器检测电机转速，实现速
01
度的精确控制
响应速度快：双闭环调速系
统能够快速响应负载变化， 03
提高系统的动态性能
精度高：双闭环调速系统能
够实现高精度的速度和位置 05
控制，满足各种应用需求
位置闭环控制：通过位置传
02 感器检测电机位置，实现位
置的精确控制
双闭环直流调速系统介 绍
演讲人
目录
01. 双闭环直流调速系统的基本 概念
02. 双闭环直流调速系统的设计 03. 双闭环直流调速系统的应用 04. 双闭环直流调速系统的发展
趋势
双闭环直流调速 系统的基本概念
双闭环调速系统的组成
01
速度环：用于控 制电机转速，实
现速度调节
第二章双闭环直流调速系统
•系统原理图
+
RP1 Un R0
-
R0
Ufn
-
Rn Cn
U+fi
R0
ASR
-
+
+
Ui
LM
R0
-
TA
Ri Ci
L
ACR
LM GT
-
+
+
Uc
V
Id
UPE +Ud
MM
+TGG -
双闭环直流调速系统电路原理图
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调节器输出限幅值的整定
图中表出，两个调节器的输出都是带限 幅作用的。
（2） 转速调节器饱和
这时，ASR输出达到限幅值Uim ，转速外环呈 开环状态，转速的变化对系统不再产生影响。双 闭环系统变成一个电流无静差的单电流闭环调节 系统。稳态时
Id
Uim
Idm
式中，最大电流 Idm 是由设计者选定的，取决于 电机的容许过载能力和拖动系统允许的最大加速 度。
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2.2 双闭环调速系统的稳态结构图及其静特 性
为了分析双闭环调速系统的静特性，必须先绘出它的稳态结构图， 如下图。它可以很方便地根据上图的原理图画出来，只要注意用带限幅的输 出特性表示PI 调节器就可以了。分析静特性的关键是掌握这样的 PI 调节器 的稳态特征。
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1. 系统的组成
TA
L
内环
Un +-
Ufi
V
Ui ASR +
ACR Uc UPE
+
双闭环控制的基本原理
双闭环控制的基本原理
双闭环控制是现代控制理论中的一种重要控制方法，主要用于复杂系统的控制。
这种
控制方法由两个控制回路组成，一个外环回路和一个内环回路。
外环回路用来控制系统的
输出与期望输出的误差，内环回路用来控制系统的某个关键参数，以保证输出的稳定性和
精度。
二、外环回路控制系统的输出与期望输出的误差，主要通过反馈控制来实现。
反馈控
制通常包括：测量、比较、运算和输出四个步骤。
测量用来获取系统的实际输出，比较用
来计算输出误差，运算用来根据误差计算出控制信号，输出用来将控制信号发送到系统
中。
三、内环回路控制系统的某个关键参数，这个参数通常与系统的动态特性有关。
内环
回路的控制方式通常包括：测量、比较、运算和输出，与外环回路的控制方式相同。
四、在双闭环控制中，外环回路和内环回路之间存在着耦合关系。
外环回路对于内环
回路是输入，内环回路对于外环回路是输出。
外环回路和内环回路之间的耦合关系可能会
导致系统的不稳定性和振荡，因此需要考虑如何优化耦合关系，以达到系统的最佳性能。
五、双闭环控制可以采用许多不同的控制算法。
常见的算法包括PID控制、模糊控制、增量式控制等。
选用何种算法应该根据具体的应用场景来决定，以达到最佳的控制效果。
在实际应用中，双闭环控制通常用于需要高精度和高可靠性的系统，例如飞行控制、
机器人控制、智能芯片等领域。
这种控制方法具有精度高、稳定性好、动态响应快等优点，对于提高系统的性能和可靠性非常有帮助。
三相整流双闭环控制原理
三相整流双闭环控制是一种常用于交流电源系统的控制方法，通过两个闭环来实现对输出电压和电流的稳定控制。
以下是其基本工作原理：
1. 外环电流控制：
外环控制主要用于控制输出电流的稳定性。
首先，通过电流传感器或电流变送器获取输出电流的反馈信号。
然后，将该信号与期望输出电流进行比较，得到误差信号。
接下来，误差信号经过控制算法（如PI控制器）进行处理，产生一个调节量，并送入内环进行进一步处理。
2. 内环电压控制：
内环控制主要用于控制输出电压的稳定性。
首先，通过电压传感器或电压变送器获取输出电压的反馈信号。
然后，将该信号与期望输出电压进行比较，得到误差信号。
接下来，误差信号经过控制算法（如PI控制器）进行处理，产生一个调节量。
这个调节量通常是直接作用于相应的功率开关管或控制器，以调整输出电压。
3. 反馈控制：
在双闭环控制中，外环控制的调节量同时作为内环控制的输入，形成反馈控制闭环。
这样，内环控制能够根据外环的调节量来调整输出电压，从而实现更精确的电压稳定性。
通过外环电流控制和内环电压控制的结合，三相整流双闭环控制能够
实现对交流电源系统输出电压和电流的精确控制。
该控制方法广泛应用于三相交流电机驱动、电力电子变换器等领域，以提高系统的稳定性和响应性能。
双闭环直流电机调速系统设计
双闭环直流电机调速系统设计在今天的科技世界里，电机就像是家里的“万能小助手”，无处不在。
你想想，电风扇、洗衣机、甚至小汽车，都少不了它们的身影。
而双闭环直流电机调速系统就是这个小助手的“智囊团”，让它在各种环境中游刃有余，真是个神奇的存在。
今天，我们就来聊聊这个系统是怎么工作的，听起来是不是有点高大上？别担心，咱们用通俗易懂的语言来探讨，让你在闲聊中也能装装逼！1. 什么是双闭环控制？1.1 直流电机的基本知识直流电机，这东西其实就是通过直流电来转动的电机，简单说，就是通过电流来产生磁场，让电机的轴子转动起来。
想象一下，你在玩一辆遥控小车，控制它的速度和方向，其实和电机的工作原理类似。
电流大了，小车跑得快；电流小了，小车就慢了。
是不是很简单？不过，要把这个电机调得又快又稳，就得靠我们的双闭环系统了。
1.2 双闭环系统的工作原理双闭环控制，顾名思义，分为两个环，一个是速度环，一个是电流环。
速度环就像是你的眼睛，时刻盯着电机的转速，确保它不会跑偏。
而电流环就像是你的手，及时调整电机所需的电流，让它在需要的时候有充足的动力。
就好比你骑自行车，风一吹，你得用力蹬脚踏，让车子稳稳前行，这就是速度和电流的配合。
两者相辅相成，形成了一个良性的循环，确保电机在各种负载下都能稳定工作。
2. 设计双闭环系统的重要性2.1 提高系统性能你想啊，电机如果没有双闭环控制，开得快的时候，可能转速就飙到天上，没法控制；慢的时候，又感觉力不从心。
这就像你打球，想要扣篮却被卡在了框下，真是让人心急火燎！而有了双闭环系统，电机就能在不同的环境中保持稳定的转速，性能大大提升。
无论是重载还是轻载，电机都能游刃有余，根本不在话下。
2.2 降低能耗再来谈谈能耗的问题。
我们都知道，能源危机可是个大麻烦。
双闭环系统能够通过实时监测和调节，确保电机在最优状态下运行，从而降低能耗。
想象一下，省电就像是在家里随便找零花钱，谁不乐意呢？通过科学合理的控制，电机就能用更少的电，做更多的事，真是一举两得！3. 实际应用案例3.1 工业自动化说到双闭环系统的实际应用，那可真是多得数不过来。
双闭环直流调速系统原理介绍
双闭环直流调速系统原理介绍双闭环直流调速系统由两个环路组成，速度环和电流环。
速度环控制电机的速度，使其始终保持在设定值附近，而电流环控制电机的电流，保证电机的负载特性和响应速度。
速度环和电流环是相互独立的控制过程，通过串联连接实现整体调速控制。
速度环负责对电机转速进行调节，基本原理是将实际转速与设定转速进行比较，然后根据差值计算出调节量，最后通过调节电机的输入电压实现转速调节。
速度环的核心是比例-积分（PI）控制器，通过设定合适的比例系数和积分时间，可以实现对转速的精确调节。
速度环还可以加入速度前馈器，将速度设定值的变化率作为额外输入信号，进一步提高系统的响应速度和稳定性。
电流环负责对电机的电流进行调节，保证电机的负载特性和响应速度。
电流环的基本原理是将实际电流与设定电流进行比较，然后根据差值计算出调节量，最后通过调节电机的输入电压或电流实现电流调节。
电流环的核心也是比例-积分（PI）控制器，通过设定合适的比例系数和积分时间，可以实现对电流的精确调节。
电流环还可以加入电流前馈器，将电流设定值的变化率作为额外输入信号，进一步提高系统的响应速度和稳定性。
双闭环直流调速系统中，速度环和电流环之间通过串联连接的方式进行控制。
速度环输出电压指令作为电流环的输入电流设定值，电流环通过调节电机的输入电流实现电流调节。
而电流环输出电压指令作为速度环的输入电压设定值，速度环通过调节电机的输入电压实现转速调节。
通过这种双重反馈的控制方式，可以实现对电机转速和电流的精确控制。
1.精确控制：通过精确的调节速度环和电流环的参数，可以实现对电机转速和电流的精确控制，满足不同工况下的要求。
2.快速响应：双闭环结构可以利用速度环和电流环的双重反馈信息，在系统受到外部扰动时，能够快速调节输出，保持稳定的运行状态。
3.负载适应性：通过电流环的控制，可以根据电机所承受的外部负载变化，自动调整输出电压或电流，保持电机的运行稳定性和性能。
电压外环和电流内环的双闭环控制
电压外环和电流内环的双闭环控制
电压外环和电流内环的双闭环控制是一种常见的电力电子控制策略。
在这种控制方式中，电压控制回路外环负责调节电源输出电压的稳定性和精度，而电流控制回路内环负责调节负载电流的稳定性和响应速度。
具体操作过程如下：
1. 外环电压控制：根据电源输出电压与设定值之间的误差，通过控制开关器件的通断来调节电源输出电压。
通常采用PID
控制算法，计算得到控制信号并输出给开关器件，从而实现电压的稳定控制。
2. 内环电流控制：根据负载电流与设定值之间的误差，通过控制开关器件的通断来调节负载电流。
通常也采用PID控制算法，计算得到控制信号并输出给开关器件，从而实现电流的稳定控制。
整个双闭环控制系统可以分为两个环节，外环电压控制和内环电流控制。
外环控制电压，内环控制电流，两个环节通过反馈和前馈相互调节，从而实现对电源和负载的稳定控制。
这种双闭环控制策略可以有效地提高系统的响应速度和稳定性。
外环控制可以防止电压产生较大的波动，保证负载的正常工作；内环控制可以实现对负载电流的精确控制，满足不同负载的需求。
同时，两个环节的相互独立控制还可以减小相互之间的干扰，提高整个系统的控制性能。
总的来说，电压外环和电流内环的双闭环控制是一种常用的电力电子控制策略，可以有效地实现对电源输出电压和负载电流的稳定控制。
《双闭环调速系统》课件
实际应用效果
在电动汽车控制系统中应用双闭环调速系统，可以提高车辆的能源利用效率，延长续航里 程，同时提高车辆的操控性能和行驶安全性。
06 双闭环调速系统的未来发 展与展望
技术发展趋势
数字化
随着数字化技术的不断发展，双闭环调速系统将更加依赖于数字信号处理，实现更快速 、更精确的控制。
电流环的控制方式
通常采用比例控制器（P）或比例积分控制器（PI），根据电流偏 差进行调节。
PI调节器
PI调节器的定义
PI调节器是一种线性调节器，由比例（P）和积分（I）两部分组 成。
PI调节器的作用
根据输入的偏差信号，输出相应的控制信号，以减小偏差。
PI调节器的参数调整
需要根据实际情况调整比例和积分系数，以获得最佳的控制效果。
各种设备的速度进行精确控制，确保生产流程的稳定性和高效性。
03
实际应用效果
在工业自动化生产线上应用双闭环调速系统，可以提高生产效率，降低
人工干预，减少生产成本。
案例三：电动汽车控制系统中的应用
电动汽车控制系统概述
电动汽车控制系统是指通过电子控制技术实现对电动汽车的能源管理和行驶控制。
双闭环调速系统的应用方式
触发电路
触发电路的定义
01
触发电路是用于控制电机换相的电路。
触发电路的工作原理
02
根据电流环的输出和实际电流的偏差，调整触发脉冲的相位，
以控制电机的换相时刻。
触发电路的控制方式
03
通常采用锯齿波或正弦波控制方式，根据需要选择合适的控制
方式。
保护电路
双闭环直流调速系统介绍
双闭环直流调速系统介绍
系统由两个主要的闭环控制回路组成：速度环和电流环。
速度环是系统的外环控制回路，其作用是根据用户对电机转速的需求进行反馈控制。
速度传感器测量电机的转速，并将测量值与设定值进行比较，产生差值作为输入信号。
这个差值通过控制器（通常为PID控制器）进行处理，并输出一个调节信号。
调节信号通过控制执行器（如PWM控制器）调节电机的输入电压或电流，从而控制电机的转速。
速度环的目标是使电机的转速稳定在用户设定的值附近。
电流环是系统的内环控制回路，其作用是根据速度环的输出信号来补偿负载扰动和电机参数变化所引起的转矩变化。
电流环的输入信号为速度环的输出调节信号，通过控制器处理后，输出一个电流指令。
这个电流指令通过控制执行器调节电机的输入电压或电流，从而控制电机的转矩。
电流环的目标是使电机的转矩稳定在速度环要求的范围内。
1.高精度：通过使用两个闭环控制回路，系统能够实现高精度的电机转速调节，并具备对负载扰动和电机参数变化的补偿能力。
2.快速响应：系统使用PID控制器作为控制算法，能够快速响应用户对电机转速的需求。
3.稳定性好：速度环和电流环形成了互补的控制关系，能够保持电机转速和转矩的稳定性。
4.可靠性高：双闭环直流调速系统结构简单，组件少，可靠性较高。
综上所述，双闭环直流调速系统通过使用速度环和电流环两个闭环控制回路，实现对电机转速的高精度控制和负载扰动补偿。
该系统具备精度
高、响应快、稳定性好、可靠性高等优点，广泛应用于各种需要精确电机调速的领域。
电压电流双闭环的工作原理
电压电流双闭环的工作原理
电压电流双闭环是指在电力系统中同时建立电压和电流的闭环控制系统，通过对电压和电流进行反馈控制，实现电力系统稳定运行的目的。
电压闭环控制是通过对电压进行反馈控制来调节发电机的励磁电压或变压器的调压器的控制，以使系统电压维持在设定值范围内。
电压测量信号与设定值进行比较后经过PID控制算法形成控制量，通过调节励磁电压或调压器的控制，实现对电压的闭环控制。
电流闭环控制是通过对电流进行反馈控制，以对负载电流进行调节，使其符合设定值。
电流测量信号与设定值进行比较后经过PID控制算法形成控制量，通过调节发电机励磁电压或变压器的调压器控制，实现对电流的闭环控制。
电压电流双闭环的工作原理是通过对电压和电流的测量信号进行比较，经过PID控制算法形成控制量，通过调节励磁电压或调压器的控制，实现对电压和电流的闭环控制。
通过两个闭环控制系统的相互作用，实现对电力系统的稳定运行和负载电流的控制。
boost电路双闭环原理
boost电路双闭环原理Boost电路双闭环原理Boost电路是一种常用的直流-直流（DC-DC）转换器，能够将输入电压提升到所需的输出电压。
为了提高系统的稳定性和响应速度，往往采用双闭环控制。
本文将从浅入深介绍Boost电路双闭环原理。
Boost电路简介Boost电路是一种非隔离型DC-DC转换器，主要由一个开关管、电感、二极管和电容组成。
通过周期性的对开关管进行开关，使得电感储能并传输给输出负载，从而达到提升电压的目的。
Boost电路工作原理1.输入电压：Boost电路的输入电压为Vin。
2.感性储能：当开关管导通时，电感储存能量，电流增大。
3.关断开关：当开关管关断时，电感的磁场能量转移到电容上，电压增大。
4.输出电压：输出电压为Vout。
5.控制器：控制器根据输出电压与给定参考电压之间的差异调节开关管的工作周期和占空比，以确保输出电压稳定在设定值。
单闭环控制Boost电路单闭环控制只使用输出电压作为反馈信号来调节开关管的工作状态。
具体步骤如下：1.输出电压采样：采样输出电压并与给定参考电压进行比较。
2.反馈控制：根据比较结果调节开关管的工作周期和占空比，使得输出电压趋近给定参考电压。
3.稳定输出：通过不断采样和调节，使输出电压稳定在设定值。
4.缺点：单闭环控制对输入电压和负载变化的响应较慢，系统稳定性差。
双闭环控制Boost电路双闭环控制除了使用输出电压外，还引入了电流反馈信号来进一步提高系统稳定性和响应速度。
具体步骤如下：1.输出电压采样：采样输出电压并与给定参考电压进行比较。
2.反馈控制：根据比较结果调节开关管的工作周期和占空比，使得输出电压趋近给定参考电压。
3.电流采样：采样输出电流并与给定参考电流进行比较。
4.电流控制：根据比较结果调节开关管的工作周期和占空比，使得输出电流趋近给定参考电流。
5.稳定输出：通过同时采样和调节输出电压和电流，使系统更加稳定，响应速度更快。
双闭环控制的优势双闭环控制相比单闭环控制具有以下优势：1.响应速度更快：通过引入电流反馈，能够更快地对负载变化做出调节，提高系统的响应速度。
简述双闭环系统的工作原理
简述双闭环系统的工作原理
双闭环系统是一种控制系统的结构，由两个闭环组成，分别控制内环和外环。
内环负责对系统的内部变量进行控制，而外环负责对系统的外部变量进行控制。
双闭环系统的工作原理如下：
1. 外环控制器接收到期望的输出信号和实际的输出信号，并计算出外环控制量。
2. 外环控制量作为内环的参考信号进入内环控制器。
3. 内环控制器接收到内环的参考信号和内环的实际变量，并计算出内环控制量。
4. 内环控制量作为执行机构的输入信号，控制执行机构对内环变量进行调节。
5. 内环调节后的内环变量反馈给内环控制器，用于下一次控制计算。
6. 外环控制器根据内环调节的结果或内环的反馈信息，对外环控制量进行进一步的调整。
通过这种双闭环的工作方式，系统可以实现对内环和外环变量的精确控制。
外环负责对整体系统进行调控，内环则在外环的基础上对内部细节进行微调，以确保
系统能够达到期望的性能要求。
这种双闭环的结构可以提高控制系统的稳定性和精度。
双闭环pid控制原理
双闭环pid控制原理在控制系统中，双闭环PID控制被广泛应用于各种工业自动化过程控制中。
它是一种反馈控制系统，通过不断调整控制器的输出来实现对被控对象的稳定控制。
双闭环PID控制是在传统的PID控制器的基础上增加了一个额外的反馈回路，从而提高了系统的响应速度和稳定性。
双闭环PID控制系统由两个反馈回路组成：内环和外环。
内环是控制器输出与被控对象的内部变量之间的反馈回路。
它的目的是通过控制内部变量（例如，位置、速度等）来实现对被控对象的内部环境的稳定控制。
内环通常采用较高的控制频率，以快速响应被控对象的变化。
外环是控制器输出与被控对象的外部变量之间的反馈回路。
它的目的是通过控制外部变量（例如，位置、温度等）来实现对被控对象的外部环境的稳定控制。
外环通常采用较低的控制频率，以减少系统的计算负荷。
在双闭环PID控制系统中，控制器根据被控对象的外部变量进行调整，并将结果作为内环的输入。
内环根据被控对象的内部变量进行调整，并将结果作为控制器的输入。
这样，内环和外环形成了互相调节的关系，从而实现了对被控对象的精确控制。
双闭环PID控制系统的优点在于它能够快速地响应被控对象的变化，并在稳态下保持精确的控制。
然而，双闭环PID控制系统的设计和调试可能会比较复杂，需要根据具体的控制要求和被控对象的特性进行合理的参数配置。
总结起来，双闭环PID控制是一种利用两个反馈回路实现对被控对象的稳定控制的控制系统。
它通过将控制器的输出作为内环的输入，再将内环的输出作为外环的输入，从而实现了对被控对象的精确控制。
这种控制方式在工业自动化过程控制中具有广泛的应用。
双闭环pi参数调节技巧
双闭环PI参数调节技巧1. 什么是双闭环控制系统双闭环控制系统是一种常用的控制系统结构，它由两个闭环组成，分别是外环和内环。
外环负责跟踪控制系统的参考输入，内环负责控制外环的反馈量。
双闭环控制系统能够提高系统的稳定性和响应速度，常用于工业自动化控制系统中。
2. PI控制器的基本原理PI控制器是一种常用的控制器，它由比例控制和积分控制两部分组成。
比例控制根据误差的大小产生控制量，积分控制则根据误差的持续时间产生控制量。
通过合理调节比例和积分参数，可以实现系统的稳定性和响应速度的平衡。
3. 双闭环PI控制器的参数调节方法在双闭环控制系统中，外环和内环都采用了PI控制器，因此需要分别对外环和内环的PI参数进行调节。
3.1 外环PI参数调节3.1.1 比例参数的选择比例参数决定了控制器输出与误差之间的线性关系，过大的比例参数会导致系统震荡，过小的比例参数则会使系统响应速度变慢。
通常情况下，可以通过试探法逐渐增大比例参数，直到系统开始出现震荡，再适当减小比例参数，使系统达到稳定状态。
3.1.2 积分参数的选择积分参数决定了控制器对积分误差的敏感程度，过大的积分参数会导致系统产生过冲现象，过小的积分参数则会使系统无法达到稳定。
一般情况下，可以逐渐增大积分参数，观察系统的响应情况，如果出现过冲现象，则需要适当减小积分参数。
3.2 内环PI参数调节3.2.1 比例参数的选择内环的比例参数影响了内环输出量与外环误差之间的线性关系，过大的比例参数会导致内环响应速度过快，过小的比例参数则会使内环响应速度过慢。
通过试探法逐渐增加比例参数，直到内环响应速度满足要求。
3.2.2 积分参数的选择内环的积分参数影响了内环对积分误差的敏感程度，过大的积分参数会导致内环产生超调现象，过小的积分参数则会使内环无法稳定。
可以通过试探法逐渐增大积分参数，观察内环稳定后的响应情况，如果出现超调现象，则需要减小积分参数。
4. 参数调节的注意事项4.1 根据系统的特性调节参数不同的系统具有不同的特性，因此参数调节需要根据具体系统的特点进行。
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Hefei University题目：双闭环直流调速系统的建模与仿真实验研究姓名：鲍旭（0805070284）郭辉（0805070285）许雨石（0805070283）指导教师：李秀娟完成日期：2011.11.8双闭环直流调速系统的建模与仿真实验研究摘要利用MATLAB下的SIMULINK软件和电力系统模块库(SimPowerSystems)进行系统仿真是十分简单和直观的，用户可以用图形化的方法直接建立起仿真系统的模型，并通过SIMULINK环境中的菜单直接启动系统的仿真过程，同时将结果在示波器上显示出来。
掌握了强大的SIMULINK工具后，会大大增强用户系统仿真的能力。
关键词：matlab；simulink；双闭环；电机；调速ABSTRUCTUsing simlink software of MATLAB and SimPowerSystems ,it is simple and manifest to simulate the ers can build up system model by graph,and run simulative program by pressing the menu of Simulink environment,whose result will display on theer’s capability of simulation will be fortified much with the learning of powerful SIMULINK tools.KEY WORD:matlab;simulink;Double closed loop;electricmotor;speed regulation一引言：本课题所涉及的调速方案本质上是改变电枢电压调速。
该调速方法可以实现大范围平滑调速，是目前直流调速系统采用的主要调速方案。
但电机的开环运行性能远远不能满足要求。
按反馈控制原理组成转速闭环系统是减小或消除静态转速降落的有效途径。
转速反馈闭环是调速系统的基本反馈形式。
可要实现高精度和高动态性能的控制，不尽要控制速度，同时还要控制速度的变化率也就是加速度。
由电动机的运动方程可知加速度与电动机的转矩成正比关系，而转矩又与电动机的电流成正比。
因而同时对速度和电流进行控制，称为实现高动态性能电机控制系统所必须完成的工作。
因而也就有了转速、电流双闭环的控制结构。
二 原理：按反馈控制原理组成转速闭环系统是减小或消除静态转速降落的有效途径。
转速反馈闭环是调速系统的基本反馈形式。
可要实现高精度和高动态性能的控制，不尽要控制速度，同时还要控制速度的变化率也就是加速度。
由电动机的运动方程可知加速度与电动机的转矩成正比关系，而转矩又与电动机的电流成正比。
因而同时对速度和电流进行控制，称为实现高动态性能电机控制系统所必须完成的工作。
因而也就有了转速、电流双闭环的控制结构。
关于工程设计：直流电机调速系统是一个高阶系统，其设计非常复杂。
本设计利用阶次优化的原理对系统的工程设计方法进行了分析。
设计电机调速系统时应综合考虑各方面的因素，按全局最优的观点正确选择合理的阶次。
直流电机的供电需要三相直流电，在生活中直接提供的三相交流380V 电源，因此要进行整流，则本设计采用三相桥式整流电路变成三相直流电源，最后达到要求把电源提供给直流电动机。
双闭环直流调速系统设计框图图 转速、电流双闭环直流调速系统主电路结构U *n 、U n —转速给定电压和转速反馈电压 U *i 、U i —电流给定电压和电流反馈电压ASR —转速调节器 ACR —电流调节器 TG —测速发电机nASRACRU *n+-U nU iU *i+-U ctTA+-U d I dUPE-MTGni 外环内环TA—电流互感器 UPE—电力电子变换器晶闸管可控整流器供电的直流调速系统（V-M系统）变压调速是直流调速系统的主要方法，调节电枢供电电压需要专门的可控直流电源。
常见的可控直流电源以下三种：旋转变流机组、静止可控整流和直流斩波器或脉宽调制变换器。
V-M双闭环直流调速系统是用晶闸管可控整流装置调速的直流，双闭环调速系统，即使用了第二种调速方法，它的调速原理图如图1-2所示，通过触发装置GT的控制电压UC来移动触发脉冲的相位，即改变平均整流电压Ud，从而实现平滑调速。
在控制作用的快速性上，晶闸管整流器是毫秒级的，这大大的提高了系统的动态性能。
这里的晶闸管整流方式采用三相全控桥式整流，整流效果良好，能得到较小纹波的直流电压Ud。
三仿真模型的建立3.1 仿真模型转速、电流双闭环调速系统属于多环控制系统。
目前都采用由内向外，一环包围一环的系统结构。
每一闭环都设有本环的调节器，构成一个完整的闭环系统。
设计多环系统的一般方法是，由内环向外环一环一环地进行设计。
对双闭环调速系统而言，先从内环（电流环）开始，根据电流控制要求，确定把电流环校正为哪种典型系统，按照调节对象选择调节器及其参数。
设计完电流环后，就把电流环等效成一个小惯性环节，作为转速环的一个组成部分，然后用同样的方法进行转速环的设计。
然后通过MATLAB 进行动态分析，根据分析情况更改实现方案，对参数进行调整等。
通过前面的分析我们知道，它的主要组成环节有转速调节器、测速发电机组成的转速环，由电流调节器电流互感器等组成的电流环，还有晶体管整流装置及电动机。
在原来的基础上需增加了滤波环节和平波电抗，滤波环节包括电流滤波、转速滤波和两个给定信号的滤波环节。
由于电流检测信号中常含有交流分量，为了不使它影响到调节器的输入，需要加低通滤波。
然而，在抑制交流信号的同时，滤波信号也延迟了反馈信号的作用，为了平衡这个延迟作用，在给定信号的通道上加一个等同时间常数的惯性环节，称作给定滤波环节。
其意义是，让给定信号和反馈信号经过相同的延时，使二者在时间上得到恰当的配合，从而带来设计上的方便。
双闭环控制系统数学模型的主要形式仍然是以传递函数或零极点模型为基础的系统动态结构图，它的动态原理框图如图所示。
电流检测信号的滤波环节传递函数可用一阶惯性环节来表示，其滤波时间常数oi T 按需要选定，以滤平电流检测信号为准。
-ACR1R U 1+-I dLU d0U n+--+U i/RT l s+1T m s*iU K c sT s s+1I dC eEβT 0i s+11T 0i s+1ASR1T 0n s+1αT 0n s+1U *nn3.2 调节器参数设计电流反馈系数和转速反馈系数的设定取*im U =10v ，允许过载倍数λ=1.5，则电流反馈系数β=10V/Idm=10/（1.5*136）=0.05V/A取*nm U 转速反馈系数α=10V/ n N =10/1460=0.007V •r/min电流调节器的设计 1.确定时间常数（1）整流装置滞后时间常数T s 。
按下表2-1，三相桥式电路的平均失控时间为T s =0.0017s 。
（2）电流滤波时间常数。
三相桥式电路每个波头的时间是 3.33ms ，为了基本滤平波头，应该有（1～2）T oi =3.33ms,因此取 T oi =0.002s 。
（3）电流环小时间常数之和T ∑i 。
按小时间常数近似处理，取T ∑i=T s +T oi =0.0037s 。
2.选择电流调节器结构根据设计要求δi ＜5%，并保证稳态电流无差，可按典型Ⅰ型系统设计电流调节器。
电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI 型电流调节器，其传递函数为式（1-1）。
检查对电源电压的抗扰性能：liT T ∑=0.03s/0.0037s=8.11，对照典型Ⅰ型系统动态抗扰性能，各项指标都是可以接受的。
3.计算电流调节器参数电流调节器超前时间常数τi =T l =0.017s 。
电流开环增益：要求δi ＜5%时，按表2-2应取K I T ∑i =0.5，因此 K I =0.5/T ∑i =0.5/0.0037=135.1s -1取K s =40，而电流反馈系数β==0.05V/A ，于是，ACR 的比例系数为013.105.0405.003.01.135=⨯⨯⨯==βτs i I i K R K K4.校验近似条件电流环截止频率：ωci =K I =135.1s -1。
（1）晶闸管整流装置传递函数的近似条件: 1/（3T s ）=1/（3×0.0017）=196.1s -1＞ωci 满足近似条件。
（2）忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件:ci l m w S T T <=⨯=-182.4203.018.0113满足近似条件。
（3）电流环小时间常数近似处理条件:ci oi s w S T T >=⨯=-18.180002.0017.0113满足近似条件。
5.计算调节器电阻和电容图 2-1 电流调节器结构图由图2-1，按所用运算放大器取R 0=40k Ω，各电阻和电容值为 R i =K i R 0=1.013×40k Ω=40.52k Ω，取40k Ω；C i =τi /R i =0.03/（40×103）F=0.75×10-6F=0.75μF ，取0.75μF ；C oi =4T oi /R 0=4×0.002/40000F=0.2μF ，取0.2μF 。
按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为δi =4.3%＜5%满足设计要求。
进入MATLAB，单击MATLAB命令窗口工具栏中的SIMULINK图标，或直接键入SIMULINK命令，打开SIMULINK模块浏览器窗口，如图2-52所示。
由于版本的不同，各个版本的模块浏览器的表示形式略有不同，但不影响基本功能的使用。
图1 SIMULINK模块浏览器窗口(1)打开模型编辑窗口：通过单击SIMULINK工具栏中新模型的图标或选择File→New→Model菜单项实现。
(2)复制相关模块：双击所需子模块库图标，则可打开它，以鼠标左键选中所需的子模块，拖入模型编辑窗口。
如图2所示。
图2 模型编辑窗口(3)修改模块参数：双击模块图案，则出现关于该图案的对话框，通过修改对话框内容来设定模块的参数。
图3 加法器模块对话框双击传递函数模块（Transfer Fcn），则将打开如图4所示的对话框，只需在其分子Numerator和分母Denominator栏目分别填写系统的分子多项式和分母多项式系数，例如0.002s+1是用向量[0.002 1]来表示的。
在这里我们用它可以构建转速、电流反馈滤波器和给定滤波器。
图4 传递函数模块对话框双击阶跃输入模块(Step)打开如图5所示的对话框，可以把阶跃时刻(Step time)参数从默认的1改到0，把阶跃值(Final value) 从默认的1改到10。