一、原理介紹
永磁同步伺服系統是包含了電流環、速度環和位置環的三環控制系統。
伺服系統通過電流檢測電路和光電編碼器檢測電動機三相繞組電流和轉子位置θ，通過坐標變換，計算出轉矩電流分量iq和勵磁電流分量id。
位置信號指令與實際轉子位置信號的差值?θ作為位置控制器輸入，產生速度信號指令ω*；速度信號指令與實際速度信號的差值?ω作為速度控制器的輸入，產生轉矩電流指令iq*；轉矩電流指令iq*、勵磁電流指令iq* 和實際電流信號經過電流預測控制算法得到相應的電壓指令信號；dq軸的電壓指令通過反Park變換及SVPWM調制產生控制逆變器的脈寬調制信號，從而驅動永磁同步電機。
二、仿真模型
在MATLAB/simulink里面驗證所提算法，搭建仿真。采用和實驗中一致的控制周期1e-4，電機部分計算周期為1e-6。仿真模型如下所示：
仿真工況：電機跟蹤不同轉子位置給定信號，0.8s施加階躍負載
P調節器
2.1轉角階躍信號
給定轉角與實際轉角
轉角誤差
2.2轉角斜坡信號
給定轉角與實際轉角
轉角誤差
2.3轉角正弦信號
給定轉角與實際轉角
轉角誤差
單P位置環調節器的方案在跟蹤階躍信號時可以較為簡單的調整為沒有超調的狀態，但是在跟蹤斜坡信號時，必然存在一個位置靜差，根據P的原理可以理解，存在位置靜差才能保持輸出一個轉速給定值。在跟蹤正弦信號時，則存在較為明顯的誤差，這也是無法避免的。為了減小跟蹤斜坡信號和正弦信號的誤差，可以增大P值，但這樣會導致系統出現超調。下面嘗試一下帶積分作用的PI位置環調節器是否能解決這個問題呢。
PI調節器
為解決靜差問題，這里先從跟蹤斜坡信號開始調節
2.1轉角斜坡信號
給定轉角與實際轉角
轉角誤差
可以看出，增加積分項可以有效消除跟蹤斜坡信號時的靜差，這里靜差在積分作用下逐漸消失，這里的I值我已經給的比較克制了，看看下面的波形吧
2.2轉角正弦信號
給定轉角與實際轉角
轉角誤差
積分項對跟蹤正弦信號并無明顯改善作用
2.3轉角斜坡信號
給定轉角與實際轉角
轉角誤差
跟蹤斜坡信號時，出現明顯過調，這在一些伺服控制中是不能接受的。
