19、电力转换器PID控制系统调优与实验验证

电力转换器PID控制系统调优与实验验证

1. 电力转换器P+PI控制器调优

1.1 设计与灵敏度函数

在控制d轴电流时，有两种类型的控制器可供选择。若使用PI控制器，其比例控制器增益和积分时间常数与q轴电流控制器参数相同；若使用P控制器控制d轴电流，d轴电流的比例增益计算公式为：
[K_c = -\frac{2\alpha}{1 - \alpha}R_s]
其中，(0 < \alpha < 1)是用户为实现所需闭环响应速度而选择的性能参数。

对于外环PI控制器设计，采用以下积分器模型：
[\frac{V_{dc}(s)}{I_d^*(s)} \approx \frac{3}{4}\frac{S_{ss}}{dC_{dc}}\frac{\alpha}{s}]
这里的(\alpha)与d轴电流比例控制中使用的值相同。

本次研究共考察了九种情况，表1展示了电流和电压控制器参数以及性能测量指标(E_s)、(E_{vdc})和(E_i)。

情况	电压控制器 (w_n)	电压控制器 (K_c)	电压控制器 (\tau_I)	(i_q)控制器 (\gamma)	(i_q)控制器 (K_c)	(i_q)控制器 (\tau_I)	(i_d)控制器 (\alpha)	(i_d)控制器 (K_c)	(E_