船用控制手柄PID控制技术

中电科（宁波）海洋电子研究院有限公司 连雪海

宁波财经学院 马 勰

浙大宁波理工学院 胡可威

中电科（宁波）海洋电子研究院有限公司 徐 峰

浙大宁波理工学院 宋苏谕 梁译文 马修水

船用控制手柄是一种用于远程操纵的控制设备，是船舶信息化中重要的一环，广泛应用于船舶推进系统、港口机械、液压控制等领域。船用控制手柄根据结构及其功能不同，可分为普通型控制手柄、船用随动型控制手柄（包括驾驶室控制手柄和机舱接受指示手柄）、船用全回转控制手柄。电机伺服控制技术是船用控制手柄的关键技术之一。由于空心杯电机电枢无铁心的特殊结构，使其具有节能及铁心电机无法达到的控制和拖动特性。在船用手柄开发中，主要使用的是空心杯永磁同步电机，永磁同步电机，如何实现永磁同步电机控制最优，过渡过程时间短，且无静差，控制优化是关键。本文基于PID控制器介绍永磁同步电机伺服控制系统的控制技术。

1 PID控制器

PID控制器主要由比例（P）、积分（I）和微分（D）模块组成，通过调节比例系数Kp，积分时间Ti，微分时间Td三个参数，充分利用比例、微分、积分控制各自特点和优势，实现控制系统具有良好的动、静态特性及稳定性，满足高效控制的需要，设计高性价比的控制系统。PID控制器工作原理如图1所示。

图1 PID控制器工作原理

PID控制不需要推导和求解电机及传动系统精确的数学模型即可进行有效控制，且鲁棒性较好，是目前实际应用中普遍采用的控制方法。……