双闭环控制系统
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。
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。
Pid控制直流双闭环调速系统ppt课件
比例部分
比例部分的数学式表示是：Kp*e(t)
在模拟 PID 控制器中，比例环节的作用是对偏差瞬间作 出反应。偏差一旦产生控制器立即产生控制作用，使控制量 向减少偏差的方向变化。控制作用的强弱取决于比例系数 Kp ，比例系数Kp越大，控制作用越强，则过渡过程越快， 控制过程的静态偏差也就越小；但是Kp越大，也越容易产生 振荡，破坏系统的稳定性。故而，比例系数Kp选择必须恰当， 才能过渡时间少，静差小而又稳定的效果。
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直流双闭环调速系统
单闭环直流调速系统 同开环调速系统一样，转速闭环调速系统
中电机的转速大小受转速给定电压Un*控制， 给定电压为零时，电机停止；给定电压增大 时，电机转速升高；给定电压减小时，电机 转速下降。
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整定方法
凑试法 临界比例法 经验法
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这种算法的缺点是：由于全量输出，所以每次 输出均与过去状态有关，计算时要对ek进行累加，工作 量大；并且，因为计算机输出的uk对应的是执行机构的 实际位置，如果计算机出现故障，输出的u将大幅度变 化，会引起执行机构的大幅度变化，有可能因此造成严 重的生产事故，这在实生产际中是不允许的。
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逆变器双闭环控制的限幅问题
逆变器双闭环控制的限幅问题一、概述逆变器是一种将直流电转换为交流电的电气设备，广泛应用于风电、光伏发电等领域。
在逆变器的控制过程中，双闭环控制是一种有效的控制策略，能够提高系统的稳定性和响应速度。
然而，在实际应用中，双闭环控制却面临着限幅问题，该问题不仅会影响逆变器的控制性能，还会导致系统不稳定甚至损坏设备。
解决逆变器双闭环控制的限幅问题对于提高系统的稳定性和可靠性至关重要。
二、逆变器双闭环控制原理逆变器双闭环控制是基于内外环控制的控制策略，内环控制主要是控制逆变器的输出电流或电压，外环控制则是控制输出电压或频率。
双闭环控制能够自动调节逆变器的输出电流或电压以及输出电压或频率，从而实现系统的稳定运行和优化性能。
然而，双闭环控制中存在限幅问题，即在控制过程中输出电流或电压受到一定范围的限制，超出限制范围将会出现问题。
三、逆变器双闭环控制的限幅问题分析1. 输出电流或电压限幅问题：在逆变器的双闭环控制过程中，输出电流或电压可能会受到一定范围的限制，当输出电流或电压超出限制范围时，系统容易出现过载、失稳等问题，从而影响系统的运行和性能。
2. 输出电压或频率限幅问题：双闭环控制中外环控制通常是控制输出电压或频率，当输出电压或频率超出限制范围时，系统可能会出现过压、过频等问题，进而影响逆变器和整个系统的安全运行。
四、解决逆变器双闭环控制的限幅问题的方法1. 设计合理的控制策略：针对逆变器双闭环控制中存在的限幅问题，可通过设计合理的控制策略来解决。
可以采用多级控制结构、合理的参数调节等手段，提高系统的稳定性和控制精度。
2. 优化控制算法：优化控制算法是解决逆变器双闭环控制限幅问题的重要手段，通过改进现有的控制算法或引入新的控制算法，能够更好地应对限幅问题，提高系统的控制性能。
3. 引入限幅保护机制：在逆变器的双闭环控制中引入限幅保护机制，能够及时发现并处理输出电流或电压超出限制范围的情况，有效地保护逆变器和整个系统不受损坏。
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。
直流电机双闭环调速控制系统分析
直流电机双闭环调速控制系统分析摘要：直流电机双闭环调速控制系统用于工业生产中能够为其提供良好的调速支持，具有适应性强、经济性好、抗干扰能力较强等优势。
在工业生产中想要更好的发挥直流电机双闭环调速控制系统的作用，需要对其控制系统的工作原理与结构特点进行研究，应该注重分析系统在设计和应用中的注意事项，在应用过程中不断完善直流电机双闭环调速控制系统，进行细节控制，从而提升工业生产效率。
关键词：直流电机；双闭环调速；控制系统直流电机双闭环调速控制系统是一种结合了电子技术、直流调速、数字控制理论等技术于一体的调速控制系统，将其应用于工业生产中可以为生产活动提供可靠、稳定的电力传动支持，提高生产效率。
钢铁企业在生产过程中，合理的运用直流电机双闭环调速控制系统，能够为生产创造更加稳定、高效的条件，能够提供更加精准的调速，从而保证生产质量。
为了能够更好的应用直流电机双闭环调速控制系统，需要对其硬件要求、软件系统、转速调节原理、转换原理等各项内容进行研究，在了解转速调节程序的相关内容，以便在后续生产活动中更好的发挥其控制作用。
一、直流电机双闭环调速控制系统1、系统概述直流电机可以将电能转化为机械能，驱使机械设备完成生产工作，对于工业生产来说具有重要的意义。
由于工业生产环节和生产目标不同，直流电机的负载也各不相同，因此需要针对不同的负载需求在一定范围内进行电动机转速调节，保证其满足生产需求，直流电机双闭环调速控制系统就是其调速的系统[1]。
直流电机双闭环调速控制系统是应用最为广泛的速度调节控制系统之一，直流电机双闭环调速系统能够实现转速和电流两种负反馈，通过两个调节器的加入，可以分别对电流和转速进行调节，形成转速、电流双闭环调速系统。
2、工作原理直流电机双闭环调速控制系统中，直流电机的能量转换是将电能转化为机械能，而直流调速系统的工作原理是通过电流与转速调节器，由电流控制器负责给转速调节器输出电压，让电枢电流由电流环调节转速偏差，实现调速控制。
SPWM变频电源双闭环控制的设计和研究.wps
SPWM变频电源双闭环控制的设计和研究在目前逆变电源的控制技术中，滞环控制技术和SPWM控制技术是变频电源中比较常用的两种控制方法。
滞环控制技术开关频率不固定，滤波器较难设计，且控制复杂，难以实现；SPWM控制技术开关频率固定，滤波器设计简单，易于实现控制。
当二者采用电压电流瞬时值双闭环反馈的控制策略时，均能够输出高质量的正弦波，且系统拥有良好的动态性能。
对于SPWM变频电源，采用电压电流瞬时值双闭环反馈的控制策略，工程中参数设计往往采用试凑法，工作繁琐，误差较大。
本文详细介绍了SPWM变频电源主要的控制参数设计准则和方法，对于快捷、准确地选择合适的闭环参数，有很大的实践应用价值。
2系统简介图1 双闭环控制的SPWM变频电源系统构成简化图图1为系统构成简化图，该系统由主电路和控制电路两部分组成。
逆变电源主电路采用以IGBT为开关器件的单相逆变电路, 采用全桥电路结构，经过LC低通滤波器，滤去高频成分，在滤波电容两端获得相应频率的光滑的正弦波。
虚线框包括的是控制电路，电压电流瞬时值双闭环反馈控制是由输出滤波电感电流和输出滤波电容电压反馈构成的。
其外环为输出电压反馈，电压调节器一般采用PI形式。
电压外环对输出电压的瞬时误差给出调节信号，该信号经PI调节后作为内环给定；电感电流反馈构成内环，电流环设计为电流跟随器。
电流内环由电感电流瞬时值与电流给定比较产生误差信号，与三角形载波比较后产生SPWM信号，通过驱动电路来控制功率器件，保证输出电压的稳定，形成典型的双环控制。
在实际应用中采用电流内环之外还设置电压外环的目的除了降低输出电压的THD外，还在于对不同负载实现给定电流幅值的自动控制。
3SPWM变频电源的线性化模型由于SPWM变频电源中存在着开关器件，因此是一个非线性系统，但因为一般情况下，SPWM变频电源的开关频率远高于调制频率，故可以利用传递函数和线性化技术，建立起SPWM变频电源的线性化模型[1]，如图2所示。
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。
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。
双闭环比值控制系统
F1 80 20 20 F1 F2 max
F2 max
F1 m a x
（5-12）
式中，F1max——主流量变送器的量程上限； F2max——副流量变送器的量程上限； p1 ——主流量的测量信号值； p2 ——副流量的测量信号值。
需要注意的是，上面提到的变比值控制方案是用除法器 来实施的，实际上还可采用其他运算单元（如乘法器）来实 施。同时从系统的结构看，上例是单闭环变比值控制系统， 如果工艺控制需要，也可构成双闭环变比值控制系统。
项目五 比值控制系统
5.3 比值系数的计算
在此，有必要把流量比值K和设置于仪表的比值 系数 K′区别开来，因为工艺上规定的比值是指两物 料的（质量或体积）流量之比，而目前通用的仪表则 使用统一的标准信号（例如，电动仪表使用0～10 mA或4～20 mA直流电流信号，气动仪表使用20～ 100 kPa气压信号等）。因此，必须把工艺规定的流 量比值K折算成仪表信号的比值系数 K′，才能进行比 值设定。比值系数的折算方法随流量与测量信号间是 否成线性关系而不同。
K ' I 2 K F1max
I1
F2 m ax
（5-9）
式中，F1max——主流量变送器的量程上限； F2max——副流量变送器的量程上限； I1——主流量的测量信号值； I2——副流量的测量信号值。
3．采用信号范围为20～100 kPa的气动仪表 当流量从0变至最大值时，变送器对应的输出为20～100
项目五 比值控制系统
如图5.3所示，为单闭环比值控制系统 实例。丁烯洗涤塔的任务是用水除去丁烯馏 分中所夹带的微量乙腈。为了保证洗涤质量， 要求根据进料流量配以一定比例的洗涤水量。
总之，单闭环比值控制系统不仅能使从 动量的流量跟随主动量的变化而变化，实现 主、从动量的精确流量比值，还能克服进入 从动量控制回路的扰动影响。因此，其主、 从动量的比值较为精确，而且比开环比值控 制系统的控制质量要好。单闭环比值控制系 统的结构形式较简单。所增加的仪表投资较 少，实施起来亦较方便，而控制品质却有很 大提高，因而被大量应用于生产过程控制， 尤其适用于主物料在工艺上不允许进行控制 的场合。
电机的双闭环控制系统
什么是电机的双闭环控制系统?
为了分别控制生产线的速度和张力，一般电机均采用双闭环控制系统(如图)。
双闭环控制系统
实现了转速和电流两种负反馈控制，在系统中设置了转速PID
自动调节器和电流PID自动调节器，两者之间实现串联。
即把转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制逆变桥晶闸管的触发装置。
从闭环结构上看，电流调节环在里面，叫内环；转速调节环在外面，叫外环。
转速调节和电流调节在生产线上就是速度控制模式和张力控制模式。
对于张力辊，采用张力控制模式，这时人为地将转速自动调节器处于开环状态，不起调节作用，而将所需要产生的张力折算成额定转矩的百分比，作为转矩限幅器的限幅给定，电流调节器处于饱和状态。
对于速度基准辊，采用速度控制模式，将所需要的钢带线速度折算成电机额定转速的百分比，作为转速调节器的速度给定，并同时将所需要产生的张力折算成电机额定转矩的百分比，作为转矩限幅器的限幅给定。
张力辊在未建张爬行时开卷机在未建张送板时，也是速度控制模式。
工作模式由程序控制系统自动进行切换。
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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参数调节技巧双闭环控制系统在工业自动化领域中广泛应用。
它通过两个反馈回路实现对系统动态性能和静态误差的优化，实现更高的控制精度和稳定性。
其中一个重要的技术就是PI参数调节。
下面详细介绍一些双闭环PI参数调节的技巧。
1. 基本原理在双闭环控制系统中，通常主闭环和从闭环都采用PI控制器的结构。
主闭环控制物理量，从闭环控制误差和抗干扰能力。
在进行参数调节时，首先需要确定主闭环中的KP和KI参数，然后确定从闭环中的KP 和KI参数。
2. 主闭环参数调节主闭环控制物理量，需要根据系统特性和控制需求，设计合适的KP和KI参数。
一般来说，KP参数用于调节系统的静态响应，KI参数用于调节系统的动态性能。
如果系统响应较慢，则适当增大KP参数；如果系统稳定性不够，则适当增大KI参数。
3. 从闭环参数调节从闭环控制误差和抗干扰能力，需要根据主闭环控制物理量的变化，实时调整从闭环参数。
如系统响应慢，则适当增大从闭环控制器的KP 参数；如果系统稳定性不够，则适当增大KI参数。
同时，在从闭环中加入差分项可以有效地增强抗干扰能力，提高系统的稳定性。
4. 联合参数调节最终的参数调节需要综合考虑主闭环和从闭环的控制特性，使系统可以在动态性能和静态误差方面达到最佳表现。
同时，还需要在实际应用中进行反复测试，不断修改参数值来优化系统的性能。
在这个过程中，应该通过适当的限幅和滤波方法来避免参数变化过大带来的系统振荡和不稳定性问题。
5. 具体应用双闭环控制系统已经广泛应用于机械制造、液压传动、电力电气等领域中。
例如，在坐标控制系统中，主闭环可以控制机床位置，从闭环可以控制精度误差；在液压传动系统中，主闭环可以控制电机转速，从闭环可以控制液压缸位移，从而实现对工厂生产线上的工艺流程的控制。
综上所述，双闭环PI参数调节技巧是一项非常重要的自动控制技术。
在实际应用中，需要科学合理的参数调节方法和技巧来提高系统的动态性能和静态精度，实现自动化控制和优化生产流程。
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。
双闭环控制可逆直流运动控制系统实验结论心得
双闭环控制可逆直流运动控制系统实验结论心得
双闭环控制可逆直流运动控制系统是一种高精度的控制方法，用于精确控制直流电机的转速和位置。
在实验中，我们通过对该系统进行调试和实验，得出了以下结论和心得：
首先，双闭环控制可逆直流运动控制系统的优点在于其精度和稳定性。
通过分别控制电流环和速度环，可以实现更加精确的控制，避免因外界因素影响导致的误差。
其次，该系统的调试过程需要耐心和细心。
在调试电流环时，需要根据电机参数和电流传感器的特性精确计算PI参数，以保证电机电流的稳定性。
在调试速度环时，需要根据电机参数、速度传感器的特性和PID控制器的特性进行综合考虑，以保证转速的精度和稳定性。
最后，实验中我们还发现，该系统在控制小电流、小转速时存在一定的抖动问题，需要通过改进PID控制器的参数和降低采样周期等方法来解决。
总之，双闭环控制可逆直流运动控制系统是一种高精度、高稳定性的控制方法，适用于对直流电机的精确位置和速度控制。
在实验中，我们深刻认识到该系统的优点和不足之处，并对调试和优化该系统具有了更深入的理解。
转速﹑电流双闭环直流调速系统
—转速反馈系数;—电流反馈系数
实际上，在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。
1．转速调节器不饱和
这时，两个调节器都不饱和，稳态时，它们的输入偏差电压都是零，因此
由第一个关系式可得
(2-1)
从而得到图2-5所示静特性的CA段。与此同时，由于ASR不饱和， ，从上述第二个关系式可知 。这就是说，CA段特性从理想空载状态的 一直延续到 ，而 一般都是大于额定电流 的。这就是静特性的运行段，它是一条水平的特性。
由图2—1可见，对一个调速系统来说，如果能满足最低转速运行的静差率s，那么，其它转速的静差率也必然都能满足。
图2—1
事实上，调速范围和静差率这两项指标并不是彼此孤立的，必须同时提才有意义。一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所提静差率要求的转速可调范围。脱离了对静差率的要求。任何调速系统都可以得到极高的调速范围；反过来，脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了。
1）上升时间
在典型的阶跃响应跟随过程中，输出量从零起第一次上升到稳态值 所经过的时间称为上升时间，它表示动态响应的快速性，见图2—2。
图2—2
2）超调量
在典型的阶跃响应跟随系统中，输出量超出稳态值的最大偏离量与稳态值之比，用百分数表示，叫做超调量：
（2—4）
超调量反映系统的相对稳定性。超调量越小，则相对稳定性越好，即动态响应比较平稳。
对于不同的负载电阻L R，测速发电机输出特性的斜率也不同，它将随负载电阻的增大而增大，如图3-4中实线所示。
双闭环调速系统的静特性在负载电流小于 时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主要调节作用。当负载电流达到 时，对应于转速调节器的饱和输出 ，这时，电流调节器起主要调节作用，系统表现为电流无静差，得到过电流的自动保护。这就是采用了两个PI调节器分别形成内﹑外两个闭环的效果。这样的静特性显然比带电流截止负反馈的单闭环系统静特性好。然而，实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大。静特性的两段实际上都略有很小的静差，见图2-5中的虚线。总之，双闭环系统在突加给定信号的过渡过程中表现为恒值电流调节系统，在稳定和接近稳定运行中表现为无静差调速系统，发挥了转速和电流两个调节器的作用，获得了良好的静、动态品质。
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课程设计报告
课程课程设计
课题双闭环控制系统设计
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目录
第1章双闭环系统分析 (1)
1.1系统介绍 (1)
1.2系统原理 (1)
1.3双闭环的优点 (1)
第2章系统参数设计 (2)
2.1电流调节器的设计 (2)
2.1.1时间参数选择 (2)
2.1.2计算电流调节参数 (2)
2.1.3校验近似条件 (3)
2.2转速调节器的设计 (3)
2.2.1电流环等效时间常数： (3)
2.2.2转速环截止频率为 (5)
2.2.3计算控制器的电阻电容值 (5)
第3章仿真模块 (6)
3.1电流环模块 (6)
3.2转速环模块 (6)
第4章仿真结果 (7)
4.1电流环仿真结果 (7)
4.2转速环仿真结果 (7)
4.4稳定性指标的分析 (8)
4.4.1电流环的稳定性 (8)
4.4.2转速环的稳定性 (8)
结论 (9)
参考文献 (10)
第1章双闭环系统分析
1.1系统介绍
整流电路可从很多角度进行分类，主要分类方法是：按组成的器件可分为不可控,半控和全控三种；按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相?数分可分为单相、双相、三相和多相电路；按控制方法又可分为相控整流和斩波?控制整流电路。
?
本系统采用的是三相全控桥式晶闸管相控整流电路。
这是因为电机容量相对?较大，并且要求直流脉动小、容易滤波。
其交流侧由三相电网直接供电，直流侧?输出脉动很小的直流电。
在分析时把直流电机当成阻感性加反电势负载。
因为电?机电流连续所以分析方法与阻感性负载相同，各参量计算公式亦相同。
1.2系统原理
ASR（速度调节器）根据速度指令Un*和速度反馈Un的偏差进行调节，其输出是电流指令的给定信号Ui*（对于直流电动机来说，控制电枢电流就是控制电磁转矩，相应的可以调速）。
?
ACR(电流调节器)根据Ui*和电流反馈Ui的偏差进行调节，其输出是UPE（功率变换器件的）的控制信号Uc。
进而调节UPE的输出，即电机的电枢电压，由于转速不能突变，电枢电压改变后，电枢电流跟着发生变化，相应的电磁转矩也跟着变化，由Te-TL=Jdn/dt，只要Te与TL不相等转速会相应的变化。
整个过程到电枢电流产生的转矩与负载转矩达到平衡，转速不变后，达到稳定。
1.3双闭环的优点
双闭环调速系统属于多环控制系统，每一环都有调节器，构成一个完整的闭环系统。
工程设计方法遵循先内环后外环的原则。
步骤为：先设计电流环（内环），对其进行必要的变换和近似处理，然后依照电流环的控制要求确定把它校正成哪一种典型系统，再根据控制对象确定其调节器的类型，最后根据动态性能指标的要求来确定其调节器的有关参数。
电流环设计完成以后，把电流环看成转速环（外环）中的一个环节，再用同样的方法设计转速环。
?
在电流检测信号中常有交流分量，为了不让它影响调节器的输入，加入了低通滤波器，然而滤波环节可以使反馈信号延迟，为了消除此延迟在给定位置加一个相同时间常数的惯性环节。
同理，由测速发电机得到的转速反馈电压常含有换向纹波，因此也在给定和反馈环节加入滤波环节。
第2章 系统参数设计
2.1电流调节器的设计
额定电流
(2-1)
额定电阻
(2-2)
设置晶闸管放大系数
2.1.1时间参数选择
整流装置滞后时间常数，利用三相桥式电路的平均控制时间
(2-3)
电流滤波时间常数
(2-4)
电流环小时间常数和
(2-5)
2.1.2计算电流调节参数
表2-1 典型I 型系统动态抗扰性能指标与参数关系
221//T T T T m ==
5/1 10/1 20/1 30/1 %100*/max b C C
%8.27
%6.16
%3.9
%5.6
T t m / 8.2 4.3 8.3 0.4 T t v /
7.14
7.21
7.28
4.30
电流调节器超前时间常数
(2-6)
电流开环增益：
(2-7)
(2-8)
(2-9)
机电时间常数
==2s （2-10）
电流调节器超前时间常数
(2-11)
电流调节器比例参数
(2-12)
2.1.3校验近似条件
电流环截止频率
(2-13)
①电力电子变换器纯滞后的近似处理
(2-14)
②不考虑反电动势的变化对电流环的动态影响
·(2-15)
③电流环小惯性群的近似处理
(2-16)
电流调节器的参数计算得，电流调节器的参数为Ki和，而已经选定，需要求的只Ki，可依照所要求的动态性能指标来选取。
一般情况下，希望电流超调量为σ%5?
2.2转速调节器的设计?
2.2.1电流环等效时间常数：
放大倍数:
(2-17)
(2-18)
表2-2 典型II型系统阶跃输入跟随性能指标
h 3 4 5 6 7 8 9 10
52.6% 43.6% 37.6% 33.2% 29.8% 27.2% 25.0% 23.3% t r/ 2.40 2.65 2.85 3.0 3.1 3.2 3.3 3.35 T
t S/12.15 11.65 9.55 10.45 11.30 12.25 13.25 14.20 T
K 3 2 2 1 1 1 1 1
转速滤波时间常数和转速环小时间常数
查表2-2得h=5
惯性环节时间常数
(2-19)
(2-20)
转速开环增益
(2-21)
ASR比例系数
(2-22)
例（2-22）按上述参数设计超调量满足设计要求
2.2.2转速环截止频率为
（2-23）电流环传递函数简化条件
（2-24）
转速环小时间常数近似处理
（2-25）2.2.3计算控制器的电阻电容值
取R0=4kΩ
（2-26）
（2-27）
（2-28）当h=5的时候有%=37.5，不能满足设计要求，采用退饱和超调
设理想空载起动时Z=0，允许过载倍数为1.5，则
能满足设计要求
第3章仿真模块3.1电流环模块
图3-1
3.2转速环模块
图3-2
第4章仿真结果4.1电流环仿真结果
4.2转速环仿真结果图4-1
图4-2
4.4稳定性指标的分析??
4.4.1电流环的稳定性?
由附图4.1中仿真图可以看到，当其幅频特性曲线过0时，既其转折点所对应相频率特性曲线的点在-180之上，并且仍有一定余量，充分说明该环节稳定。
?
4.4.2转速环的稳定性?
由附图4.2中仿真图可以看到，当其幅频特性曲线过0时，既其转折点所对应相频率特性曲线的点在-180之上，并且仍有一定余量，充分说明该环节稳定。
结论
双闭环直流调速系统突加给定电压由静止状态启动过程中，转速调节器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三个阶段，即电流上升阶段、恒流升速阶段和转速调节阶段。
从启动时间上看，第二阶段恒流升速是主要的阶段，因此双闭环系统基本上实现了电流受限制下的快速启动，利用了饱和非线性控制方法，达到“准时间最优控制”。
启动时，让转速外环饱和不起作用，电流内环起主要作用，调节启动电流保持最大，使转速线性变化，迅速达到给定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用，使转速随转速给定电压的变化而变化，电流内环跟随电流外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流。
双闭环调速系统起动过程的电流和转速波形是接近理想快速起动过程波形的。
按照ASR 在起动过程中的饱和情况，可将起动过程分为三个阶段，即电流上升阶段、恒流升速阶段和转速调节阶段。
从起动时间上看，Ⅱ阶段恒流升速是主要的阶段，因此双闭环系统基本上实现了电流受限制下的快速起动，利用了饱和非线性控制方法，达到“准时间最优控制”。
带PI调节器的双闭环调速系统还有一个特点，就是转速必超调。
在双闭环调速系统中，ASR的作用是对转速的抗扰调节并使之在稳态时无静差，其输出限幅决定允许的最大电流。
ACR的作用是电流跟随，过流自动保护和及时抑制电压波动
实验仿真调试过程，出现两条仿真曲线成上下震荡的表现形式，检查发现发现比例参数设置的较大，最后选取了较小的参数，得到了满意的结果。
实验中还遇到一个问题，就是即使运用了比例积分调节，但是抗干扰性还是不好，不知道能否利用PID调节得出更加满意的结果?
参考文献
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