串联型PI和并联型PI调节器的比较

导读：对于电机控制，pi调节器是其重要的环节之一。pi调节器的种类和对应的pi参数整定的方法是学习电机控制的必要内容。本期文章主要介绍串联型pi和并联型pi，并对pi参数的整定做一个简单的介绍。
一、pi调节器的种类
图1-1 并联型pi调节器
图1-2 串联型pi调节器
现在大多数的参考文献中的pi调节器都属于并联型pi调节器，而ti在instaspin-foc里推崇使用串联型pi调节器。这两种pi调节器并没有什么特别的不同，就看个人习惯选择哪一种。
二、pi调节器的参数整定（以电流内环pi为例）
两种pi调节器的参数整定方法的思路都是基于零极点对消的原理，差别就是在整定的过程中有些差别，接下来分别介绍两种pi调节器的参数整定。
2.1 并联型pi调节器
图2-1 pi电流环控制结构框图
2.2 串联型pi调节器
三、仿真验证
仿真工况：仿真时间1秒，0.5秒之前空载，0.5秒之后满载；0.7秒之前正转，0.7秒之后反转；采样频率5khz。
图3-1 仿真波形变化情况（并联型pi调节器，±150r/min）
图3-2 仿真波形变化情况（串联型pi调节器，±150r/min）
图3-3 仿真波形变化情况（并联型pi调节器，±1500r/min）
图3-4 仿真波形变化情况（串联型pi调节器，±1500r/min）
从图3-1到3-4比较可知，与并联型pi调节器相比，串联型pi调节器的超调量很小（速度环），且动态过程时间短，稳态过程的纹波也相对较小。综合可知，代入串联型pi调节器的控制系统的控制性能更好。
四、总结
之前都是习惯采用并联型pi调节器进行pi参数整定带入到控制系统中，低速区域的实际转速的超调量比较大。就个人比较而言，串联型的pi调节器更好用一些。后面再加入磁链环，形成双闭环，效果相对而言也更好一些。