為什麼電流電壓雙閉環控制器中的電流量通過PID控制器輸出電壓量？

01-07

為什麼電流電壓雙閉環控制器中的電流量通過PID控制器輸出電壓量？功率經過PID控制器就變成電流了？哪裡具體講解的？或者說看什麼書上面有具體講解的？

這個問題邀@齊江博師兄回答！我先拋個磚

電壓調節器的輸出作為電流調節器的給定的原因，電流的大小可以調節轉速。細節一點就是電流會決定轉矩，轉矩可以調節轉速。

比如說最簡單的直流電機，轉速電流雙閉環！外環轉速環中，假如突加負載轉矩，轉速降低，在轉速給定不變時，轉速誤差變大，這樣轉速調節器的輸出就變大了。這個量作為電流調節器的給定，也就是相應電流調節器的輸出也將增大，然後到了硬體端，實際給電機的電壓增大了

從電機電壓方程看，電機電壓變大會導致電流增加，直到這個電壓使反饋電流等於給定電流達到穩態！

從轉矩方程看，電磁轉矩增大，抵消掉突增的負載轉矩，轉速回升，轉速環達到平衡。

所以，外環的輸出作為內環給定就是這個道理！轉速調節器的輸出作為電流給定就是因為電流的大小可以調節轉速。

同理，電流調節器的輸出作為pwm的給定，是因為占空比的大小可以調節電流。

系統是死的控制器是活的。你控制器就得把輸入量設計成系統的輸出，輸出量設計成系統的輸入。比如有一個喇叭，你要控制它的音量。喇叭的輸入就是個音量旋鈕的角度量；喇叭的輸出是音量，需要用音量感測器測出聲音有多大。控制器怎麼設計？給一個目標音量，如果實際音量大了你的旋鈕角度量就往小調，如果實際音量小了你的旋鈕角度就往大調。所以這個控制器的輸入是音量，輸出是角度。不然還能怎麼辦？

1、要做控制器的設計，首先你要清楚控制對象的數學模型，舉個最簡單的例子，如果你手上現在有個可控電流源，然後你要控制電容電壓的大小，那你首先要清楚電容電壓與電流間的關係，即ic=c*duc/dt，從公式可以看出，電容電壓與電容電流呈現出相關性，通過控制電容電流可以實現對電容電壓的控制，好了，既然手裡有了電流源，就可以通過電流環實現，那麼電流環給定怎麼確定？也就是說當電容電流是多少時，電容電壓能達到期望的目標電壓值，在電流環給定處加一個電壓環就可以了，將你需要控制的目標電壓作為電壓環給定值即可。

2、為什麼電流電壓雙閉環控制器中的電流量通過PID控制器輸出電壓量？功率經過PID控制器就變成電流了？這個問題你可以這樣理解，同樣以一部分回答為例，電壓環是經過PID調節計算出了電容達到目標電壓所需的電容電流值，所以能將電壓環輸出作為電流環的給定。

u=Ri+Ldi/dt+e，

對於交流電機（同步或非同步），上述變數為矢量，同步軸系的交叉耦合電壓充分補償後，為電阻電感模型。

對於電網，和交流電機類似，e為大電網電壓。

對於有刷直流電機，上述變數為標量，反電勢補償後，也變為電阻電感模型。

可見，電壓決定電流變化率，所以用電壓來調節電流，電流調節器輸出為電壓。

對控制電能質量的應用，按同步軸系定向後，有功功率、無功功率和直交軸的有功、無功電流直接相關的，所以可以用電流調節功率。

嘗試回答一下，可能是傳播過程中的謬誤，其實電流環輸出，通常教科書和論文裡面，有一些忽略了一部分，正確的方式，應該是在輸出量上補償哪些非該軸電流的部分，交軸方程上補償直郵部分，直軸上，補償交在部分，然後讓兩軸的傳遞函數都變成一階過程，再設計pi就是很幸福的事情啦，答主做了個小平台，測量了一下系統參數，然後根據參數和自動控制系統裡面的基礎知識，設置了一下pi參數，結果很好啊，最近準備測試一下帶寬，和計算的一樣不，另外下一步準備開始研究一些負載識別，我覺得負載識別才是應該研究的重點

@shintar zhan 請你來好好回答一下。我記得好像是從傳遞函數的角度來回答的。今天正好遇到這個問題，可惜我忘記了，不會了。

拜託樓上的那些人不懂就不要裝逼回答好不好，真的是無語

我是個渣渣，但是這個下面的答案有點·····

在做電力電子的時候，寫一下自己的理解吧。

1.電源是有內阻的，以無源逆變為例，當負載（功率）增加的時候，等效阻抗就減小，導致分壓減小（這裡就有什麼MPPT，恆壓之類的演算法了），俗稱電壓被拉低。

2.雙閉環控制的最終目的是穩壓，（無論是UPS還是併網，電壓必須穩定，不然會燒/工作不穩定，這裡就有鎖相環ADPLL之類的了）。

3.關於功率控制，因為負載在變化。以負載增大為例，就會導致負載端的電壓發生變化（原因如1），就必須增加電源電壓，以增加負載電壓以達到穩壓的目的。但是這樣電流就增加了。所以「功率經過PID控制器就變成電流了」。

4.為什麼為了穩壓要加上電流反饋呢？為了更好的控制啊。一是為了快，實時反饋（對比平均值反饋模式），二是為了消除穩態誤差（對比電壓單環反饋模式）。換句話說，在負載突變的時候能夠很好的穩壓；在負載穩定時能夠控制穩態誤差。

5.「為什麼電流電壓雙閉環控制器中的電流量通過PID控制器輸出電壓量」，目的是為了穩壓··

謝謝！