[发明专利]一种预测退饱和式PI控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种预测退饱和式PI控制器的控制方法，其特征在于，包括：

S1：获取转速误差e；

S2：所述转速误差e经过比例环节得到第一输出量；所述比例环节中根据转速误差e的大小，所述预测退饱和式PI控制器自动匹配所述比例环节的比例系数；所述转速误差e依次经过微分环节以及积分环节得到第二输出量；所述积分环节的积分方向由微分环节的输出量决定；

S3：通过所述第一输出量以及所述第二输出量得到被控量u(t)。

2.根据权利要求1所述的一种预测退饱和式PI控制器的控制方法，其特征在于，所述比例环节包括第一比例系数K_p1、第二比例系数K_p2以及判断阈值c；当所述转速误差e大于所述判断阈值c时，通过第一比例系数K_p1整定，反之，通过第二比例系数K_p2整定。

3.根据权利要求2所述的一种预测退饱和式PI控制器的控制方法，其特征在于，所述预测退饱和式PI控制器的控制率为：

u(t)＝ρ(K_p2-K_p1)e+K_p1e+K_isgn(S)∫|e|dt

式中，ρ为选择系数，若ec，则ρ＝0，否则ρ＝1；

K_i为微分系数；

sgn为符号函数。

4.根据权利要求1所述的一种预测退饱和式PI控制器的控制方法，其特征在于，所述积分方向的确定过程具体为：当转速误差e与微分环节输出量的和为正时，积分方向为正向；反之，积分方向为负向。

5.根据权利要求1所述的一种预测退饱和式PI控制器的控制方法，其特征在于，所述积分方向的确定以符号函数sgn为基础，具体为：当sgn(S)0时，积分方向为正向；反之，积分方向为负向；

其中，

式中，e为转速误差；

K_d为微分系数；

为e的导数；

sgn为符号函数。

6.根据权利要求1所述的一种预测退饱和式PI控制器的控制方法，其特征在于，所述预测退饱和式PI控制器的参数整定约束条件为：

式中，J₀为开关磁阻电机转子及其负载的转动惯量；

K_p为比例系数；

K_d为微分系数；

K_i为积分系数；

其中，

c＝K_p0。

7.根据权利要求1所述的一种预测退饱和式PI控制器的控制方法，其特征在于，所述预测退饱和式PI控制器满足系统稳定性的条件为：

式中，为e的导数；

K_d为微分系数；

K_p为比例系数；

J₀为开关磁阻电机转子及其负载的转动惯量。

8.根据权利要求1所述的一种预测退饱和式PI控制器的控制方法，其特征在于，所述转速误差e依次经过微分环节以及积分环节得到第二输出量之前，还包括经过绝对值运算环节以及积分比例运算环节。

9.根据权利要求1所述的一种预测退饱和式PI控制器的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中所述第一输出量与所述第二输出量相加得到被控量u(t)。

10.一种预测退饱和式PI控制器，其特征在于，通过权利要求1～9任意一项所述的控制方法实现对被控量u(t)的控制。