BLDC梯形波驱动电机双环控制疑问

887799 · 发表于 2010-8-27 16:10

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大家好，最近在调BLDC梯形波驱动电机双环控制，外环是速度环，内环是电流环。现在的疑问是：加上电流环后会导致反应速度变慢？？比如说：电机运行在2000转/分的额定速度上，速度环给电流环的参考电流是1A。当负载变大时，电流会增大，电流环是内环先发生动作，减少PWM占空比，力图维持电流不变->速度下降->速度环动作->加大输出给电流环参考电流->电流环加大PWM占空比，力图使电流接近参考电流。如此反复。实践结果是加上电流环后会导致反应速度变慢。不知道问题出在哪里。

archdevil · 发表于 2010-8-28 10:20

先看看电流环的跟踪好不好，如果跟踪没问题，有可能是速度环的输出不够，这时再去调节速度环的参数。

887799 · 发表于 2010-8-30 09:36

这两天在网上看资料，好像说电流环主要是在电机启动阶段和过流保护方面起主要作用，在转速稳定情况下，电流环不参与调节。如果参与调节只会使调节过程变慢。请教大家，这样的说法对吗？？

gyc198215 · 发表于 2010-8-30 09:43

blog.21ic.com/user1/2765/archives/2009/55269.html
可以参考。因为无刷电流的波形，尤其是换相时波动很大，因此要对电流进行一定的数字滤波在控制，否则可能容易出现PID调节振荡。

887799 · 发表于 2010-8-30 10:29

blog.21ic.com/user1/2765/archives/2009/55269.html
可以参考。因为无刷电流的波形，尤其是换相时波动很大 ...
gyc198215 发表于 2010-8-30 09:43

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谢谢gyc198215的指教，从你的博文看，结论是动态调节时，电流环应该不起作用最好？？换相时电流波动很大，采样什么滤波方法好？换相后多长时间电流恢复正常呢？

gyc198215 · 发表于 2010-8-31 17:13

用双闭环，可以加快响应速度。很久以前写的，有一些地方当时理解是错误的。
用IIR当然最好，但如果MCU的速度不够，可以用一阶低通的方法，可以参考TI的PMSM的速度计算滤波方法，这个方法也可以认为是加权算法，但是TI用此方法时用了严格的算法。另外你的电流滤波当然也可以用硬件调理进行，把电流整形成平均值，至于响应速度自己调节一下看效果在考虑。记得电流环是P较大，I很小（也可以考虑不用），但I一定不能太大。
为什么电流调节不用太灵敏还有一个原因，因为无刷驱动（120度）就算是电流是一个恒定值，力矩也是波动的（可以认为是正弦的30-150之间的波形），因此严格控制其为一个恒定值其实力矩也是波动的，力矩调节平稳才是最关键，只不过很多力矩是没办法通过测量在进入控制（成本）里，而且电流与力矩有一个关系（矢量PMSM可认为是线性），因此控制电流。但是无刷并不是一个严格的线性，只能说平均力矩和平均电流是线性，因此控制无刷电机双闭环是控制平均电流更好。
不知道这样子回答可明白否？

fang1003 · 发表于 2010-9-1 16:29

大家好，最近在调BLDC梯形波驱动电机双环控制，外环是速度环，内环是电流环。现在的疑问是：加上电流环后会 ...
887799 发表于 2010-8-27 16:10

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当负载变化，如负载变大，并不是电流环先变化，因为占空比不变的情况下，实际电流不会改变。变化的顺序是：负载变大，实际转速低于给定，速度环输出变大，也就是电流环给定变大，然后再影响电流环的输出，从而影响占空比，这样环数目多，算法复杂，计算周期长，肯定降低相应速度，但是一般可以提高控制精度。
但是对于BLDC，一般永Hall测定转速和换相信号，再一个Hall跳变周期中，速度是不能改变，电流的变化迅速，所以我认为仅仅事业使用Hall作为计算转速和换相信号的来源的控制系统，闭环太多也没有意义。

887799 · 发表于 2010-9-1 17:59

谢谢gyc198215和fang1003的热心指点。gyc198215说的平均电流，看文献资料上说shunt电阻在PWM打开的中间时期采样到的电流值就是平均电流。gyc198215你有实现过吗？效果怎样？
fang1003说的“因为占空比不变的情况下，实际电流不会改变”，这点平时实验时，没有注意到。

gyc198215 · 发表于 2010-9-2 12:54

那个电流指的是一个占空比的平均电流，我说的是指一个换相周期的平均电流。你的那个电流可认为是个瞬时电流。
fang1003说的“因为占空比不变的情况下，实际电流不会改变”，这点平时实验时，没有注意到。----负载不变的情况下，且指的是平均或有效电流，而不是瞬时电流。
当然实现过。56F8013和PICCOL的28027做的。开关门有关的东西。

fang1003 · 发表于 2010-11-23 11:51

以上可以通过仿真观测相电流的波形，我说的是有效电流，如果知识根据母线电流测量来完成电流环的闭环控制，我认为好处并不是太大，因为很多的续流不能测量得到。反而增加了算法的复杂度。当然如果你能够精确的测量到相电流，可以考虑电流闭环，精确的控制转矩。如果在考虑反电势，应该可以做到理想ＢＬＤＣｄｋ

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