内模PID控制器在无刷直流电机调速系统中的应用

由式(5)可知内模控制器为：

由式(16)可知，在被控对象过程模型已知的条件下，T1、T2和K是已知的，故在控制器的设计中，需要调试的参数只有一个λ。

5 结果仿真与分析
根据相关资料，无刷直流电机的各项相关参数如下：UN=220V，IN=136A，nN=1460r／min，电枢电阻Ra=0．2Ω，允许过载倍数λ=1．5；变流装置Ts=0．001 67 s，放大系数Ks=40；枢回路总电阻R=0．5Ω；电枢回路总电感L=15 mH；机电时间常数Tm=0．18 s；电枢回路电磁时间Tt=0．03 s；电机轴上的总飞轮惯量GD2=22．5 N·m2；电流反馈系数β=0．05 V／A；转速反馈系数α=0．007 Vmin／r。
运用MATIAB中的Simulink工具箱对系统进行仿真研究，其仿真原理如图7所示。

其对比仿真结果如图8所示。

由仿真结果可以看出，基于内部模型来设计PID控制器参数的控制方式，相对于传统PID控制器来说，更有调节时间短，响应速度快，超调量小，能使系统尽早地达到稳定等优点，能有效提高被控对象的动态、静态性能。同时在参数调节的过程中，基于内部模型的PID控制器参数只有一个，故而调节更为方便，更有利于应用工程实践中。

6 结论
本设计通过仿真分析比较传统PID控制器与基于内模原理的PID控制器在双闭环无刷直流电机转速控制系统中的控制效果，结果表明基于内模原理的PID控制器在无刷直流电机转速控制系统中能达到传统PID控制器的控制要求，同时，基于内部模型的PID控制器在参数调节上更方便，故而此种控制器比较合适应用于双闭环无刷直流电机的转速控制中。