电机控制（3）永磁同步电机PMSM的控制

直流电机和交流电机的最大区别就是直流电机有机械刷子，而交流电机没有。

交流电机采用交流电，根据电机转子的位置给予相应的电磁力，这样一来没有了刷子的机械损耗，交流电机的效率，噪音，性能等指标都要更好。

对于交流电机的控制来说，最重要的就是获取准确的转子位置信息，可以使用编码器来获取，也可以通过电流解耦计算。

PMSM在工作时会产生磁场，从而在内部线圈生成电流，有的电流可以产生我们需要的转矩，而有的则在互感中消耗了，因此我们要做的就是尽量让全部电流都用来推动电机转动，因此我们需要使用dq变换来解耦。

关于PMSM的机械结构和建模网上有很多，我就不重复了，这里想讲一下当初调参的经验吧。

我使用的是转速环+电流环的串级PI控制器，一开始也是按照ZN方法来调，但却怎么都调不好。所以说PID这种线性控制器对于非线性强耦合的系统来说就不是那么好用。

想要PID达到一个比较好的效果，还是需要受控对象的模型。这里推荐一下想要细研的同学去看这位大佬的系列文章，详细推导了PMSM的传函，我当初跟着推了一遍，受益匪浅：

https://blog.youkuaiyun.com/sy243772901/article/details/82221672

话说回来，最后我是怎么调好的呢，答案是从伯德图入手。说实话，这还是我第一次用伯德图，以前都是无模型zn直接调好，或者直接传函计算，这次分析了伯德图过后还是学到了很多。

直接上结论吧，我比较懒就直接贴当时写的报告的内容了：
这个是PMSM的转速环，观察传函大家不难发现，其中有一个很重要的参数就是τ，也就是kp和ki的比值。这个很重要，也就是说，在调节PID的时候，不光是增益，增益之间的比值也需要考虑。

根据相位裕度和截止频率计算出kp和ki的值后，保持它们的比值，再上下微调一下，转速环很快就可以调好了。这个是当时调好后的伯德图：

总结：调参最重要的是先保证系统的相位裕度足够，稳定性第一，然后在相位裕度允许的范围内去增大截止频率。