徐海亮 廖自力 贺益康



基于旋转坐标变换的实系数与复系数PI调节器性能比较

徐海亮1,2廖自力1贺益康2

（1. 装甲兵工程学院控制工程系 北京 100072 2. 浙江大学电气工程学院 杭州 310027）

比较了基于实系数、复系数两种结构形式比例积分（PI）调节器的表达及其设置，揭示了复系数PI调节器的本质。从控制结构的解耦性、电流环动态响应速度和参数鲁棒性等方面比较了两种PI调节器的优势与不足。仿真、实验结果验证了理论分析的正确性。

复系数PI调节器 前馈补偿 PWM变换器 旋转坐标变换

0 引言

为了使交流电机获得与直流电机相近的动态调节特性，交流电机控制系统中常采用基于旋转坐标变换的矢量控制方法[1]。矢量控制的优势是静止坐标系下的电流矢量经过旋转坐标变换后变成正交的励磁（无功）分量和转矩（有功）分量，通过分别控制上述两个分量的位置和大小，即可实现对磁场和转矩的解耦控制。这一控制思想也被广泛应用于三相PWM整流器[2]、电力有源滤波器[3]和双馈风电变流器[4]等各类电力设备。

在矢量控制技术中，一个关键问题是电流控制器的选择与配置。比例积分（PI）调节器因能实现直流量的无静差调节、鲁棒性好等优点，常作为电流控制器的首选。然而，受控对象（一般为感性负载）经过旋转坐标变换后，其极点将由实数变为复数，即会产生一个附加的旋转电动势，不利于d轴、q轴电流控制的瞬态解耦。对此，有两种典型的改进方案：①PI调节器的基本结构保持不变（比例、积分系数均为实数），仅在电流前通道上加入电压前馈补偿即可实现d轴、q轴电流控制的解耦[2-4]；……