基于遗传算法的PID参数整定研究(十二)

基于遗传算法的PID参数整定研究

在仿真与实际工程中,单纯使用PI控制也可以使得控制系统接近无超调和快速响应,以下是我自己仿真过程中对PI参数整定。

1.4永磁同步电机的矢量控制系统仿真图

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图1永磁同步电机的矢量控制系统仿真图

1.5双闭环矢量PI控制系统的参数整定过程

依据实验凑试法的步骤,首先是通过闭环运行或模拟,观察系统的响应曲线,然后根据各参数对系统的影响,反复凑试参数,直至出现满意的响应,从而确定PID控制参数。其整定步骤为:“先比例,再积分,最后微分”。
STEP1:转速环单纯比例环节P=0.2
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图2 单纯比例环节P=0.2
STEP2:转速环比例积分环节P=0.1;I=1
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图3转速环比例积分环节P=0.1;I=1
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图4 上部分图3的放大图
可知控制系统的响应超调过大,且稳态误差较大,因此需要增大比例环节的增益。
STEP3:转速环比例积分环节P=0.15;I=1
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图5 转速环比例积分环节P=0.15;I=1
由上图可知,响应超调依然过大,且稳态误差仍然较大,继续增大P,并通过减小积分I。
STEP4:转速环比例积分环节P=0.17;I=0.5
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图6 转速环比例积分环节P=0.17;I=0.5
STEP5:转速环比例积分环节P=0.17;I=0.1
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图7转速环比例积分环节P=0.17;I=0.1
STEPn:转速环比例积分环节P=0.14;I=0.01
经过上述不断的PI参数调整并获得最佳的性能,P=0.14;I=0.01,如图8所示。
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图8 转速环比例积分环节P=0.14;I=0.01
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图9 与其他控制方法的比较转速响应曲线图
总结与结论
但是我发现如果仅单纯的比例环节作用转速环,而电流环不变,可以获得较为优良的转速性能。转速环比例积分环节P=0.14;I=0,可得有:
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图10 转速环比例积分环节P=0.14;I=0

总结

(1)对于PI控制而言在绝大多数场合的适应性很强,几乎可以无超调且快速跟踪,如上所述。
(2)PI控制的参数调节按经验调试是可以反复调节到合理的最优状态,需要一定的经验知识,具体可以参照我前述基于遗传算法的PID参数整定研究(三)
(3)最好是通过模型建立,传递函数推导并确定的参数,在此基础之上进行调试。

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