内模PID控制器在无刷直流电机调速系统中的应用.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.内模 PID 控制器在无刷直流电机调速系统中的应用【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.内模内模 PIDPID 控制器在无刷直流电机调速系统中的应用控制器在无刷直流电机调速系统中的应用无刷直流电机是新一代机电一体化产品,其转子采用永磁材料励磁,无励磁损耗,利用电子换向器取代了机械电刷和机械换向器,具有体积小、重量轻、结构简单、维护方便、高效节能、易于控制等优点。故而在工业动力过程及生活领域等都得到了广泛的应用。经典 PID 控制在电机速度控制中已经得到了比较成熟的应用,但是受电动机负载等非线性因素的影响,
2、传统的控制策略在实际应用中难以保持设计时的理想性能,且在系统运行过程中,参数对系统的外部环境的要求比较严格,且调试复杂不便。内模控制(Internal Model Cont rol)是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略,其具有结构简单、跟踪调节性能好、鲁棒性强、能消除不可测干扰等优点。文献中通过采用内模控制原理对不同特性对象进行控制,结果表明:基于内模原理的控制器设汁原理简单,可同时考虑多种控制指标,应用范围广,参数整定直观方便。分析内模控制与 PID 控制存在的对应关系,将 PID 控制器设计转化到内模控制框架下进行,可以得到明确的解析结果。这样不仅在控制要求上能到达模糊 PI
3、D 控制的要求,同时又降低了参数设计的复杂性和随机性。文中通过分析基于内模原理的 PID 控制器的设计原理,解析出控制器参数的内部数学模型,并针对双闭环无刷直流电机凋速系统,采用 MATLAB 对设计的控制器与经典 PID 控制器进行仿真比较。1 无刷直流电机模型文中研究的模型是无中性线 Y 形连接的三相无刷直流电动机, 该模型在多种应用场合中的多数无刷直流电机中具有代表性。假定三相绕组完全对称,忽略齿槽效应;且气隙磁场为方波,定子电流、转子磁场分布皆对称;忽略磁路饱和,不计涡流和磁滞损耗。则无刷直流电机电势平衡方程式为:U=E+Iacpracp+2U (1)式(1)中:U 为电源电压;E 为
4、电枢绕组反电势;sacp 为平均电枢电流;racp 为电枢绕组的平均电阻;U 为功率管饱和压降,对于桥式换相电路为 2U。该三相无刷直流电机等效电路图如图 1 所示。【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.根据无刷直流电机特性,对其进行建模可得三相无刷直流电机的动态数学模型框图如图 2 所示。如图 2 所示,Tt 为电枢回路电磁时间常数;Tm 为拖动系统机电时间常数。故而无刷直流电机的转速、电流双闭环调速系统的动态结构图如图 3 所示。由图 3 可知,系统为串级控制系统,本设计针对此串级控制的控制器采用 IMC-PID 控制算法进行系统仿真研究。2 内模控制的基本原理内
5、模控制是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略,以其简单、跟踪调节性能好、鲁棒性强、能消除不可测干扰等优点为控制理论界和工程界所重视。典型内模控制的结构如图 4 所示。如图 4 中,G(s)为实际被控对象;M(s)为被控对象的内部模型(过程模型),可分解为可逆部分 M_(s)和不可逆部分 M+(s),且满足 M(s)=M_(s)M+(s);Q(s)为内模控制器,它是通过求过程模型的近似逆而获得的,设为,其中 R(s)是一个 n 阶低通滤波器 R(s)=1(s+1)n;U(s)为内模控制器的输出控制量;Y(s)为系统的输出;R(s)为系统输入;D(s)为不可预测干扰。内模控制是基于过程
6、数学模型进行控制器设计的控制策略, 通过引入低通滤波器建立关于研究对象或参数与控制器的内部数学模型,实现基于内部模型的新型控制策略。其中为滤波器常数,是内模控制需要整定的参数,它对系统性能和鲁棒性有显著影响。需要在快速性和鲁棒整定之间折巾,尤其是在时变时延系统中,对时延的鲁棒性,有着非常重要的作用。3 IMC-PID 控制器的设计【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.根据图 4 可做出内模控制结构的等效图如图 5 所示。将图 4 所示内模控制器 Q(s)等效分解成图 5 中虚线包围的部分,对图 5 所示的输入输出关系进行推导可知,两个模型模块 M(s)可以互相抵消,因
7、而可将图 5 所示系统等效成图 6 所示常规 PID 反馈控制系统,从而得到常规 PID 反馈控制 C(s)与 IMC 控制 Q(s)器的关系如下:由图 4 可以看出经典控制器 C(s)与内模控制器 Q(s)的关系如式(3)所示,IMC-PID 控制器的设计思路就是把等效为经典反馈 PID 控制,即把内模控制器转化为 PID 各参数的解,继而从内模控制的角度来设计 PID 控制器。设计包含 4 个步骤:第 1 步:将模型分解把模型 M(s)分解为全通部分 M+(s)和最小相位部分肘 M_(s),即M(s)=M_(s)M+(s) (4)其中 M_(s)是模型最小相位部分,M+(s)包含了 M(s
8、)中的纯滞后环节和右半 S 平面的零点。第 2 步:求内模控制器由第一节介绍可知其中 R(s)=1(s+1)n【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.第 3 步:将内模控制器转换为合适的 PID 控制器利用求得的内模控制器 Q(s)与式(3)比较,理想的 PID 控制器具有如下的形式:将式(8)等式右边展开成 s 的 Taylor 级数,再由 s 多项式各项幂次系数对应相等的原则,即求解可得基于内模控制原理的 PID 控制器的各参数。第 4 步:整定滤波器常数。4 IMC-PID 控制器参数整定由上述分析可知,被控对象的过程模型可分解为纯滞后环节和最小相位环节两部分,其
9、中纯滞后环节部分分析比较复杂,故设计中一般采用 Pade 法来近似分析。由式(8)可知,基于内模原理的 PID 控制器中所需要整定的唯一参数是, 通过第二节中对被控对象的分析可知其过程模型可近似为二阶加纯滞后环节,其模型结构如式(9)所示:【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.由式(5)可知内模控制器为:由式(16)可知,在被控对象过程模型已知的条件下,T1、T2 和 K 是已知的,故在控制器的设计中,需要调试的参数只有一个。5 结果仿真与分析根据相关资料,无刷直流电机的各项相关参数如下:UN=220V,IN=136A,nN=1460rmin,电枢电阻Ra=0 2,
10、允许过载倍数=1 5; 变流装置 Ts=0 001 67 s, 放大系数 Ks=40; 枢回路总电阻 R=0 5;电枢回路总电感 L=15 mH;机电时间常数 Tm=018 s;电枢回路电磁时间 Tt=003 s;电机轴上的总飞轮惯量 GD2=225 Nm2;电流反馈系数=005 VA;转速反馈系数=0007 Vminr。运用 MATIAB 中的 Simulink 工具箱对系统进行仿真研究,其仿真原理如图 7 所示。【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.其对比仿真结果如图 8 所示。由仿真结果可以看出, 基于内部模型来设计 PID 控制器参数的控制方式, 相对于传统
11、PID 控制器来说,更有调节时间短,响应速度快,超调量小,能使系统尽早地达到稳定等优点,能有效提高被控对象的动态、静态性能。同时在参数调节的过程中,基于内部模型的 PID 控制器参数只有一个,故而调节更为方便,更有利于应用工程实践中。6 结论本设计通过仿真分析比较传统PID控制器与基于内模原理的PID控制器在双闭环无刷直流电机转速控制系统中的控制效果, 结果表明基于内模原理的 PID 控制器在无刷直流电机转速控制系统中能达到传统 PID 控制器的控制要求,同时,基于内部模型的 PID 控制器在参数调节上更方便,故而此种控制器比较合适应用于双闭环无刷直流电机的转速控制中。本文来源:www.opg
12、- 转载需注明出处【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.上文已完。下文为附加公文范文,如不需要,下载后可以编辑删除,谢谢!卫计委家庭发展科科长竞聘演讲稿尊敬的各位领导,各位同仁:非常感谢委党委给我这次机会,站到这里来竞聘家庭发展科科长的职位,我想这是对我过去工作的的肯定,也是对我未来工作的期望,我会好好珍惜这次机会。今年是我从事人口计生工作的第七个年头, 想想当年, 初来乍到,面对各种业务术语真是一头雾水, 听到专业名词看到一些药具还会脸红,就这样我成为了一名计生战线的新兵,一干就是七年。这一路走来,在领导、同志们的关心帮助之下,通过自己的不断学习努力,我不但逐渐的熟
13、悉了业务,也对这份工作产生了感情,同时也收获了领导和同志们的好评。从事计划生育工作以来,我一直负责宣传教育工作,主要包括新闻宣传、幸福家庭建设、出生人口性别比综合治理等工作。我真的很喜欢这些工作,虽然我不是学的这个专业,但兴趣是最好的老师,我去钻研、去请教、多学多看多写,自加压力,自我督促,从宣教工作的门外汉成为业务能手。而过去宣教工作中的两项内容幸福家庭建设、 性别比治理现划归家庭发展科, 再加上利益导向组成了现在的家庭发展科全部工作内容。 其中两项工作都是我所从事数年、 经验丰富且受到好评的, 因此,【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.我认为,我担任家庭发展科科
14、长职务是有优势的。一是我有较强的写作能力,我先后在中国人口报、徐州日报等媒体上发表千字以上文章5 篇,这有助于我区家庭发展工作经验、做法的总结、提炼、推广;二是我对组织大型活动有丰富经验, 我连续三年参与了区“家庭人口文化节”的策划与实施工作。三是我对两非案件的查处经验丰富,从联合执法现场查处到案件文书制作、卷宗整理归档,到国家两非系统的案卷录入、系统维护,整个流程我都非常熟悉,自从两非纳入全市科学发展考核目标以来,我区的打击两非工作始终走在主城区最前列,并被列为加分项目。以上这些都是我在本职工作中任劳任怨、勤学肯干的一些积累和经验, 也是支撑我能站在这里的竞岗的信心与底气。如果委党委信任我,
15、把家庭发展科长这个职位交给我的话,我只想说,谢谢领导,我会好好干!如果我竞聘成功,我会珍惜这来之不易的岗位,顾全大局,服从命令听从指挥。如果我竞聘成功,我会摆正自己位置,谦虚谨慎,团结科室人员努力拼搏,尽职尽责,出色完成各项任务;如果我竞聘成功,我将坚决摒弃本位主义,同心同德,分工不分家,融合融入卫计大家庭。各位领导、 同志们, 古人说: “不可以一时之得意, 而自夸其能;亦不可以一时之失意, 而自坠其志。 ”竞争上岗, 有上有下, 无论上、下,我都将以这句话自勉,胜不骄、败不馁,一如既往地勤奋学习、努力工作、追求梦想!卫计委卫生计生委基层指导科科长竞职演讲稿【精品文档】如有侵权,请联系网站删
16、除,仅供学习与交流.精品文档.尊敬的各位领导、各位同事:大家好!首先感谢委党委给了我这个机会, 一次检验、 学习、 提高的机会。我叫 XX,女,38 岁,中共党员,1998 年 12 月参加工作,2010 年转入云龙区人口计生局发展规划科与信息科工作, 现竞聘卫生计生委基层指导科科长, 主要负责指导和督促基层计划生育基础管理和服务工作,推进基层计划生育工作网络建设;组织实施全区计划生育目标管理责任制考核,承担区人口和计划生育领导小组办公室具体工作。希望大家给予支持!一、我个人认为我的主要优势有以下几点:1、具有较强的适应能力。17 年不同的工作岗位和工作环境,丰富了我的人生阅历,也促使我养成了
17、乐于学习、适应性强、善于接受新鲜事物的好习惯。2、具有很强的协作意识。无论是在本科室内部工作,还是参加本局的重大活动,我都能以大局为重,积极出主意、想办法,尽我所能完成一切工作。3、具备良好的心理素质。这些年来,不管是首次参加的业务工作,还是首次参与组织重大活动,我都能保持良好的心态,不畏惧、不退缩,耐心细致、积极主动地做好每一样工作。4、具有过硬的业务能力。首先我认为强烈的事业心和责任感以及对工作环境的熟悉是胜任本岗位的基本条件。 我是一名拥有多年工作经验的计生人,受党组织培养和教育多年,培养了我“服从命令听【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.从指挥”、 “能吃苦
18、、能战斗、能奉献”的良好品质,2010 年到云龙区人口计生局工作以来,我主要从事发展规划与信息工作,对科室工作任务重点、流程比较了解,也积累了一定的工作经验,能做到干一行、爱一行、钻一行,执行力较强。二、如果我能竞聘成功,我将努力当好科长:1、当好领导的参谋助手。我会尊重领导,不越权、不越位,积极建言献策,为科室的工作竭尽全力。2、争做科室的业务能手。作为科长,一定要成为科室的业务骨干,在具体工作中替领导分忧。3、协助领导带好队伍。团结带领科室所有同志,服从领导安排,听从领导指挥,共同做好科室的工作。4、不断创新工作思路。创新是事业发展的不竭动力,我会善于发现新情况,推出新举措,培植新亮点,为
19、科室争荣誉。5、坚持廉政要求。严格遵守法律法规和纪律的各项规定,干干净净做事,清清白白做人,尊重领导,团结同志,自觉接受领导、群众的监督和批评。三、严格要求自己:1、坚持学习不放松。不断学习新知识,掌握新理论,增添新本领,进一步提高自己的理论水平和工作能力。2、坚持工作不懈怠。进一步从工作中查找薄弱环节,提高做好各项工作的服务能力。3、严于律已不动摇。牢记本委工作纪律,时时以党员标准严格【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.要求自己,处处以本委的工作规则规范自己,树立良好的形象。总之,我会以这次岗位调整为契机,更加努力地工作,更加努力地学习,不断提高完善自己,为卫生计
20、生事业多做贡献。最后,衷心感谢委党委对我的关心、爱护和培养,感谢同事们对我的帮助、照顾和支持。谢谢大家!财政系统新进人员培训班发言提纲秋高气爽,万里无云,在这个收获的季节里,我非常开心能够与新近人员一起度过快乐而充实的四天培训生活,在此期间,我们接受了财政专业知识、 廉洁自律、 依法行政、 礼仪知识等多方面的教育。对于我来说既是一次业务充电,又是一次工作助推,真可谓是“带着问题来,满载成果归”。下面我就根据此次学习培训的内容,谈谈自己在未来如何做好自己的本职工作,成为习主席所说的“20 字好干部”。一、明确理想信念黑格尔说:“没有理想,一切行动都没有价值。”理想信念是共产党人精神上的“钙”,精
21、神上“缺钙”,看起来再美,也会得“软骨病”。所以理想信念坚定,依然是好干部的第一位标准。现代社会多元思想相互激荡,物质诱惑席卷而来,用理想信念铸就金刚不坏之身,才能在大是大非面前旗帜鲜明,在各种诱惑面前立场坚定。所以在以后的工作当中必须坚持“革命理想高于天”, 做共产主义远大理想和中国特色社会主义共同理想的坚定信仰者, 志愿为实现民族复兴【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.的“中国梦”而奋斗。二、准确定位角色。在以后的工作中我们始终要明白重要的是财政工作而不是财政工作者。服务于人民根本利益的国家财政,体现了取之于民,用之于民的新型分配关系。政府管家并不是嘴上说说,而
22、是从内心深处摆正位置,拿出人民公仆的态度,敬民、亲民、爱民。成熟的麦穗都是低下头的,放低身段才能赢得更多的尊重,从自身做起,从每一件小事做起,尊重每一个人,尊重每一分钱,直到群众说我们是清水衙门那一天就是我们所有财政人的骄傲。三、爱岗敬业、履尽职责空谈误国,实干兴邦。喊破嗓子不如甩开膀子。干部勤于政事,既要勤于“察政”、善于发现问题,也要勤于“谋政”、善于思考问题,更要勤于“施政”、善于处理问题。要立足平凡,追求卓越,认真履行工作职责,聚精会神干工作,一心一意谋发展,做到“三勤四多”,即手勤、腿勤、嘴勤,多思、多写、多练、多问。四、勇挑重担古人说:大事难事看担当,顺境逆境看襟怀。我认为敢于担当
23、体现在对外和对内两个方面, 对外是指面对当代中国进入改革深水区的情况下,我们应该要紧紧围绕财政工作重点,不断地更新知识,掌握专业技能,拓展工作思路和方法,提升工作的主动性和创造性,自觉适应目前形势发展需要,不断增强使命感和社会责任感,为全县经济社会发展献计献策、贡献力量。【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.对内是指在单位内部敢于担当也体现在勇于批评和反求诸己, 作为财政工作人员不应该怕得罪人,搞无原则的一团和气,干事拈轻怕重,遇事明哲保身,这种不敢担当、不愿担当、不会担当的 “老好人”、“墙头草”多了,党和人民的事业,还怎么向前推进?正是从这个意义上,敢于担当,是今
24、天我们党的干部必须具备的基本素质,也是衡量“好干部”的重要标准。五、要廉洁自律,依法理财。2011 感动中国十大人物杨善洲同志从事革命工作近 40 年,曾担任保山地委领导,两袖清风,清廉履职,只为了兑现自己当初“为当地群众做一点实事不要任何报酬”的承诺。廉洁自律,勤政为民是对党员干部的起码要求。我们要严格要求自己,依法办事,严格执法,不以权代法,做学法、守法、用法的模范。要打牢廉洁从政依法理财的思想基础,时刻做到自重、自省、自警、自励。以上是我此次学习的个人体会,通过这次特殊的充电,打开了我财政工作的新视野。再次感谢各位领导的培养与厚望,我一定用实际工作表现作为学习后的新起点,始终保持工作激情
25、,用心用脑把每一件小事做好,为富强宝应做出应有的贡献!财政干部三严三实演讲稿不忘初心方得始终各位领导、各位同事:大家下午好。我是 XX,今天演讲的题目是不忘初心,方得始【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流.精品文档.终。最近,我总是在回忆,想念平淡而又充实的大四。去年的今天,我和所有小伙伴一样,纠结于考研、工作。那时候,总觉得时间还很长,足够慢慢去挥霍,也想象不了一年后的今天。我们常常因为走得太远和时光老去,就忘记当初为什么出发。我们是新考入的财务工作者,更因铭记习总书记“20 字好干部”,找准好干部“坐标原点”和“准绳”,为实现“中国梦”提供强有力的干部队伍支撑。“信念坚定”
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- PID 控制器 直流电机 调速 系统 中的 应用
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