调场定向控制器采用闭环PID自动调节器模块
这个例子展示了如何仅在一个模拟使用闭环PID自动调节器块来调整磁场定向控制（FOC）的永久磁铁同步机（PMSM）。
磁场定向控制的介绍
在这个例子中，磁场定向控制（FOC）的永久磁铁同步机（PMSM）在使用的Simulink™的Simscape电气™组件建模。万博1manbetx
MDL ='scdfocmotorPIDTuning';open_system（MDL）
磁场定向控制（FOC）控制的3相定子电流作为载体。FOC是基于预测，将变换3相时间和速度相关的系统成两个坐标时不变系统。这些转换的克拉克变换，Park变换，以及它们各自的逆变换。这些转换实现为Controller_Algorithm子系统内的块。
使用FOC控制的交流电机的优点包括：
转矩和磁通直接和分别控制的
准确的瞬态和稳态管理
相比于直流电机类似的性能
该Controller_Algorithm子系统包含所有三个PI控制器。外环PI控制器调节电机的速度。两个内环PI控制器分别控制的d轴和q轴电流。从外环PI控制器的命令直接供给到q轴到控制转矩。为d轴的指令是零PMSM因为转子磁通上固定有对这种类型的AC电动机的永久磁铁。
现有的速度PI控制器具有P = 0.08655的增益和I = 0.1997。电流PI控制器都具有P = 1的增益和I = 200。
控制器增益被存储在数据存储存储器块和外部给每个PID块提供。当控制器的调谐过程完成时，新的调谐增益写入到数据存储存储器块。这种配置可以让你在模拟过程中更新实时控制器的收益。
闭环PID自动调节器模块
闭环PID自动调节器模块允许您调整一个PID控制器在同一时间。它注入正弦扰动信号在工厂输入并测量闭环实验期间电站输出。当实验停止时，块计算基于估计为少数接近所需的带宽点的植物频率响应PID增益。对于这种FOC PMSM模型，闭环PID自动调节器块可以被用于每三个PI控制器。
当你有初始控制器，要使用闭环PID自动调节器块重新调整该工作流应用。这种方法的好处是：
如果在实验过程中的意外干扰，它会通过现有的控制器被拒绝，确保安全运行。
现有的控制器将通过抑制干扰信号保持接近其标称工作点的设备上运行。
当使用两个模拟和实时应用闭环PID自动调节器模块：
该工厂必须是渐进稳定的（所有极严格稳定）或整合。该自动调谐块不与不稳定的工厂工作。
与现有的控制器的反馈回路必须稳定。
为了更准确地实时估计植物频率响应，最小化在FOC PMSM模型的任何干扰的实验过程中发生。所述自动调谐器块预计植物输出是仅注入扰动信号的响应。
因为反馈回路在实验过程中关闭时，现有的控制器抑制注入扰动信号为好。采用闭环试验的优点是控制器保持标称工作点附近的工厂运行和保持安全操作。它的缺点是它降低了频率响应估计的准确度，如果你的目标带宽是远离当前带宽。
连接自动调节器与植物和控制器
插入闭环PID自动调节器块中的PID块和植物对所有三个PI控制器之间，如图中FOC PMSM模型。该启动/停止信号启动和停止闭环实验。如果没有实验运行，闭环PID自动调节器块就像一个单位增益块，其中，
信号直接传递到
。
以查看修改外循环控制结构，打开Controller_Algorithm子系统。
controlSubsystem = [MDL'/ Controller_Algorithm']。open_system（controlSubsystem）
查看修改后的d轴电流控制器。修正后的q轴控制器具有相同的结构。
open_system（[controlSubsystem'/ DQ_Current_Control / D_Current_Control']）
配置自动调节器模块
与工厂模型和PID块连接闭环PID自动调节器块后，配置的调整和实验设置。
在调音选项卡中，有两个主要的优化设置：
目标带宽- 决定你如何快速让控制器回应。在这个例子中，选择
5000电流控制用弧度/秒和100弧度/秒为速度控制。
目标相位裕度- 确定你要如何稳健将控制器。在这个例子中，选择
70度电流控制和90度的速度控制。
在实验选项卡，主要有三个实验的设置：
株型- 指定的工厂是否是渐近稳定或整合。在这个例子中，FOC PMSM模型是稳定的。
工厂注册- 指定植物是否具有积极或消极的迹象。植物符号为正，如果在在工厂输出的正变化的标称工作点导致植物输入的正变化当植物达到新的稳定状态。否则，工厂符号为负。如果植物是稳定的，植物的迹象是相当于其直流增益的符号。如果植物被积分，植物符号为正（或负）如果植物输出保持增大（或减小）。在这个例子中，FOC PMSM模型具有积极植物的迹象。
正弦振幅- 指定注入正弦波的幅度。在这个例子中，选择
0.25对于电流控制器和0.01速度控制器，以确保工厂正常饱和极限内激发。如果激发幅度太大或太小时，它会产生不准确的频率响应的估计结果。
调整级联反馈回路
因为闭环PID自动调节器块一次仅一个调谐PI控制器，三个控制器必须单独在FOC PMSM模型调谐。调内部回路控制器，然后再调谐所述外环控制器。
d轴电流控制器1.3和1.35秒之间调节。
q轴电流控制器1.4和1.45秒之间调节。
速度控制器在1.5和3.5秒之间调节。
调谐每个PI控制器之后，控制器增益通过数据存储存储器块更新。
在正常模式模拟自动调节器模块
在这个例子中，FOC PMSM模型是建立在Simulink。万博1manbetx所有这三个控制器调节在一个模拟。此外，响应速度响应之间前和调整后的控制器相比。
在FOC PMSM模型的仿真通常需要在您的计算机上几分钟，由于电动机的电力电子控制器的小样本的时间。
SIM（MDL）logsout_autotuned = logsout;保存（'AutotunedSpeed'，'logsout_autotuned'）
下图显示了总体仿真结果。
如下图所示的调谐期间的电流和转速的响应，从1.3到3.5秒。在当前的变化是内0.1A和电动机速度的变化是内2弧度/秒（约1％的偏差）。
这三个PI控制器调整与新的收益。
速度型PI控制器具有P = 0.2785的增益和I = 2.678。
d轴电流PI控制器具有P = 5.135的增益和I = 8663。
q轴电流PI控制器具有P = 4.59的增益并且i = 8026。
之前和自调节过程之后的相同的速度的命令被应用。积速度响应之前和之后的控制器所使用的闭环PID自动调节器块调谐。速度响应曲线在时间上比较控制器性能并排侧对齐。
scdfocmotorPIDTuningPlotSpeed
调谐控制器后，将交流电动机的速度响应具有更快的瞬态响应和更小的稳态误差。
bdclose（MDL）
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