如何使用Field Diouented Control AutoTuner块
你可以使用Field Dioreded Control AutoTuner块自动调整PI控制器在你的闭环场定向控制(FOC)结构与在Simulink建模的机器金宝app®使用电机控制块集™。例如，您可以使用电机控制块集通过直接从硬件收集数据并计算电机参数来创建精确的电机模型。然后，该参数模型用于在面向现场控制应用中估计PI控制器的控制增益。有关更多信息，请参阅面向现场控制（FOC）．
这个工作流适用于当你有一个现有的FOC结构的电机与初始的控制器集，这样闭环系统是稳定的，电机模型运行在一个标称的工作点。使用Field Dioreded Control AutoTuner块自动调整具有指定带宽和相位边距的现有控制器。
这个块需要金宝app仿真软件控制设计™软件。
Field Dioreded Control AutoTuner块
该块允许你自动调整以下控制循环在你的闭环FOC结构:
直轴（D轴）电流环
交轴(q轴)电流回路
速度环
通量循环
该块在D轴电流，Q轴电流，速度和焊剂控制环上执行闭环自动调节实验。在实验期间，对于每个环，块在频率下注射正弦扰动信号[1/10,1 / 3,1,3,10]ωC,在那里ωC是用于调优的指定目标带宽。
当实验结束时，块使用估计的频率响应来计算PID增益。调谐算法旨在平衡性能和鲁棒性，同时实现您指定的控制带宽和相位余量。您可以将系统配置为自动更新现有PID控制器的增益，允许您在用于调谐的相同模拟运行中验证闭环性能。
笔记
即使是Field Dioreded Control AutoTuner块可以调谐PID和PIDF控制器，电机控制块集库仅提供PI控制器。在块参数中选择循环的PI控制器类型。如果要使用其他类型的控制器，则可以使用PID控制器从Simulink库的块或您可金宝app以制作自己的自定义PID控制器。
将自动调谐器连接到现有型号
下图显示了针对PMSM的面向字段的控制结构的简化框图。简化框图显示了转子参考帧中的参数，不包括逆变器，停车克拉克变换或传感器。有关PMSM面向现场控制的详细模型，请参阅面向现场控制（FOC）．对于永磁同步电动机，磁场定向控制结构中有三个控制环:直轴电流控制环、正交轴电流控制环和速度控制环。没有磁通回路控制器，因为转子磁通是固定的，d轴电流环参考通常设置为零。在某些应用中，您可以为d轴电流参考提供负值，以实现磁场弱化控制，并以更高的电流为代价实现更高的转子速度。
在Field Dioreded Control AutoTuner块参数，禁用选项调整通量环路随着转子通量用用于这种类型的AC电动机的永磁体固定。
连接Field Dioreded Control AutoTuner块并调整模型中的PI控制器，首先识别模型中的输入和输出参数。然后，您可以如下所述连接块。
用于调整D轴电流控制回路：
连接控制信号从
PI_daxis到PIDout daxis输入端口。连接扰动Daxis.通过使用具有输出的SUM块
PI_daxis，即d轴电压基准Vd_ref，修改工厂的输入。将从测量的（感测或估计）电机电流获得的D轴电流连接到测量exputback_daxis.输入端口。
用于调整Q轴电流控制环路：
连接控制信号从
PI_qaxis到Pidout qaxis.输入端口。连接扰动qaxis.通过使用具有输出的SUM块
PI_qaxis，这是q轴电压参考VQ_REF.，修改工厂的输入。将从测量的（感测或估计）电机电流获得的Q轴电流连接到测量的exputback_qaxis.输入端口。
调整速度控制循环：
连接控制信号从
pi_speed到Pidout Speed.输入端口。连接扰动速度通过使用具有输出的SUM块
pi_speed，这是Q轴电流参考Iq_ref，修改工厂的输入。将测量的（感测或估计）速度从电动机连接到测量exputback_daxis.输入端口。
下面的模型一般说明了块如何适合于FOC结构，如前面的块图所示。
在自动传递过程中，块在与每个控制循环相关联的工厂输入处注射扰动信号，并测量响应测量反馈对于每个循环。当实验结束时，块计算PI增益并返回它们PID收益端口。当实验不运行时，块不会注入任何扰动信号。在这种状态下，块对设备或控制器行为没有影响。
指定控制器参数和调优目标
如上一节所述，请连接所选循环的块输入和输出。对于您正在调整的每个循环，您可以配置以下控制器参数：
类型- 指定PID控制器操作。如果您使用来自电机控制块集库的PI控制器，请将此参数设置为
π对于所有循环。形式- 指定控制器表单。如果您使用来自电机控制块集库的PI控制器，请将此参数设置为
平行．控制器采样时间（秒）—指定控制器采样时间。
积分器的方法—指定积分项的离散积分公式。如果您使用的是来自Motor Control Blockset库的PI控制器，请将此参数设置为
前进欧拉．过滤方法-如果控制器包含微分动作和微分滤波项，请指定离散微分滤波器的公式。
然后，对于每个循环，指定用于调整的目标带宽和相位余量目标带宽(rad /秒)和目标相位裕度(度)参数,分别。
目标带宽是0 dB增益交叉频率的目标值的调谐开环响应的目标值CP,在那里P.植物是否对一个给定的回路有反应C是与该环路相关联的控制器响应。这个交叉频率大致设置了控制带宽。为所需的上升时间τ，对目标带宽的好猜测是2 /τ．为了实现有效的串级控制，内部控制回路(d轴和q轴)的响应速度要比外部控制回路(流量和速度)快得多。
笔记
作为一个典型的经验法则，你可以这样设置带宽:
当前环路带宽比速度环带宽快至少10倍。
电流环路带宽至少比开关频率慢10倍。
目标阶段边际反映了您所需的调谐系统的所需稳健性。通常，您可以选择约45°-60°范围内的值。通常，更高的相位余量减少过冲，但可以限制响应速度。默认值60°倾向于平衡性能和稳健性，超调的造成约5-10％，具体取决于您植物的特性。
要使用内部控制循环的相同调谐设置，请启用使用相同的设置为当前环路控制器（D轴+ Q轴）．这样做允许您为d轴和q轴电流环指定相同的控制器参数和调整目标。
有关设置这些参数的详细信息，请参阅Field Dioreded Control AutoTuner块参考页面。
设置实验参数
在块参数中，指定每个循环的自动调优实验的开始时间和持续时间。该模块一次只对一个控制器进行调优，因此一个环路的调优实验的开始时间和持续时间不能与另一个环路重合或重叠。首先调整内环控制器，然后调整外环控制器。当您指定实验开始时间和持续时间时，请考虑以下事项。
当电动机处于所需的稳态操作点时，开始实验。使用初始控制器将电机驱动到操作点。
在实验期间避免电机上的任何输入或输出干扰。如果您现有的闭环系统具有良好的干扰抑制，则实验可以处理小的扰动。否则，大扰动可以扭曲植物输出并降低频率响应估计的准确性。
对于块调谐的每个循环，让实验运行足够长，以便算法收集足够的数据，以便在所有频率IT探测器处获得良好的估计。实验持续时间的保守估计为200 /ωC,在那里ωC是您的循环调谐的目标带宽。
或者，您可以通过启用该参数来配置您的启动/停止信号使用外部来源进行实验开始/停止．
然后指定循环实验设置每个要调优的循环。植物类型指定与单个环路相关联的对象是渐近稳定的还是积分的。这植物标志如果所需操作点处于植物输入的阳性变化，参数是阳性的，导致植物输出的正变化。否则，植物标志是消极的。对于pmsm foc调整，植物类型是渐近稳定的植物标志对所有三个循环都是正的。
频率响应估计实验将正弦信号注入与频率下的每个环相关的工厂[1/10,1 / 3,1,3,10]ωC,在那里ωC是调谐的目标带宽。使用正弦幅度参数的Field Dioreded Control AutoTuner块来指定这些信号的振幅。您可以指定一个标量值在每个频率注入相同的振幅，也可以指定长度为5的向量在每个频率注入不同的振幅[1/10,1 / 3,1,3,10]ωC．
所有扰动幅度必须是：
大到足以使摄动克服装置执行器中的任何死区，并产生高于噪声水平的响应。
小到足以保持电站在接近标称工作点的近似线性区域内运行，并避免使电站的输入或输出饱和。
有关设置实验参数的更多信息，请参阅Field Dioreded Control AutoTuner块参考页面。
运行模型并初始化调优实验
配置了调整的所有参数后，运行模型。
如果您已经配置了块参数的实验的开始和持续时间，则允许模拟运行足够长的时间来开始实验，通过指定大于最大开始时间和持续时间的模拟长度。例如，如果速度循环实验开始时间为5秒，持续时间为3秒，则您的模拟长度必须大于8秒。
如果您已配置外部
开始/停止信号，当植物达到稳定状态时开始实验。有关如何配置外部启动和停止信号的更多信息，请参阅Field Dioreded Control AutoTuner堵塞。
停止实验并检查调谐收益
频率响应估计实验结束时结束开始/停止信号注册一个下降边。
如果您已经配置了在块参数中的实验的开始和持续时间开始，则在特定时间开始和结束调谐过程，允许模拟通过实验结束。
如果您已配置外部
开始/停止信号，结束实验时的信号收敛每个循环的输出稳定在接近100%。
在任何一种情况下，实验时间的保守估计为200 /ωC,在那里ωC是您的循环调谐的目标带宽。例如，如果您的目标带宽为5000 rad / sec用于调谐D轴电流控制器，则D轴电流环的调谐实验的持续时间可以为0.04秒。
当您停止实验时，该块基于工厂的估计频率响应和与每个循环关联的指定调谐目标来计算新的PI增益。有几种方法可以看到调谐的收益：
查看输出
PID收益AutoTuner块的端口。查看此输出的一种方法是将输出连接到Simulink金宝app展示堵塞。在块参数中，在块选项卡，单击出口到Matlab.．该块在Matlab中创建一个结构®工作区，
FOCTuningResult．有关此结构内容的更多信息，请参阅区块参考页。
用调谐增益更新PI控制器并验证性能
这Field Dioreded Control AutoTuner块不会自动将增益写入PI控制器。您可以手动或使用自己的逻辑将调谐增益转移到控制器。
要手动更新PI增益，您可以查看输出
PID收益AutoTuner块的端口。PID收益是一种总线信号，它包含块调谐的每个环路PI控制器的调谐增益。你也可以点击出口到Matlab.在块参数中获取一个结构FOCTuningResult，其中包括调谐控制器增益。您还可以配置自己的逻辑来传输调整后的PI增益。例如，您可以在Simulink中使用信号路由块来存储、读取和写入控制器增益。金宝app
笔记
如果你正在调整离散PI控制器来自电机控制块集库，Field Dioreded Control AutoTuner块输出包含调谐的比例增益和积分增益。因为离散PI控制器期望积分增益乘以控制器采样时间作为输入，而不是K.一世,使用K.一世* TS.在向控制器块写入新的整体增益时。
将调谐增长转换为PI控制器后，您可以使用新增的增长观察和验证系统的持续性能。
也可以看看
Field Dioreded Control AutoTuner
相关的话题
你也可以从以下列表中选择一个网站:
