【动手学电机驱动】 TI InstaSPIN-FOC（7）Lab05b 速度环控制

TI InstaSPIN-FOC（1）电机驱动和控制测试平台
TI InstaSPIN-FOC（2）Lab01 闪灯实验
TI InstaSPIN-FOC（3）Lab03a 测量电压电流漂移量
TI InstaSPIN-FOC（4）Lab02b 电机参数辨识
TI InstaSPIN-FOC（5）Lab04 力矩控制
TI InstaSPIN-FOC（6）Lab05a 电流环控制
TI InstaSPIN-FOC（7）Lab05b 速度环控制

LAUNCHXL-F28027F + BOOSTXL-DRV8301 提供了一个完整的电机驱动和控制评估平台，与 TI 公司的 InstaSPIN FOC配合使用，提供无传感器控制解决方案。本节基于 LAUNCHXL-F28027F + BOOSTXL-DRV8301 电机驱动和控制测试平台，介绍 Lab05b 实验项目“速度环控制与控制器参数设置”。

1. 项目介绍

1.1 Lab05b 项目介绍

InstaSPIN FOC 提供了标准的 PI 速度控制器。InstaSPIN 库将根据 user.h 中的最大电流设置为速度环控制器提供 Kp 和 Ki 的“经验法则”估计。估计的 PI 控制器增益是一个很好的起点，但为了获得更好的动态性能，需要根据电机运行的整个机械系统调整 Kp 和 Ki 的值。本实验将展示如何调整 PI 速度控制器中的 Kp 和 Ki。

在 InstaSPIN MOTION中，采用抗干扰速度控制器取代了标准 PI 控制器。具有以下易用性和性能优势：1）主动估计和补偿系统误差；2）提供在整个操作范围内工作的单参数调谐。

调整速度控制器比调整电流控制器要困难得多。速度控制器用于机械系统，系统的时间常数比电流环要慢得多，相位延迟可能更严重，对系统的稳定性影响更大。

精确调整速度控制系统所需的重要参数是系统惯性（转动惯量）。本项目介绍了两种不同的调整速度环路的方法：

• 经验整定方法，如果不知道机械系统的参数，可以使用经验方法整定控制环参数。
• 理论估算方法，如果已知机械系统的惯性和带宽，可以由此设计电流环和速度环的控制增益。

学习目标：

• 使用经验整定法快速调整速度控制器。
• 根据机械系统惯性和带宽的参数调整速度控制器。
• 将整定的 Kp 和 Ki 增益设置到 InstaSPIN 中。

2. 电流环 PI 控制器的原理

2.1 并联结构的 PI 控制器

PI 控制器有两种拓扑结构，串联结构和并联结构。上节介绍了使用串联结构PI控制器，本节介绍并联结构的 PI 控制器。

并联结构的 PI 控制器的框图如下：

并行结构的 PI 控制器在时域和频域的模型分别为：
$$\begin{gathered} output(t)=K_p\ast Error(t)+K_i\int Error(t) \\ G(s)=\frac{output(t)}{Error(s)}=K_p+K_i/s \end{gathered}$$

该系统有一个零极点，零点为 $-K_i/K_p$。
Kp 的变化会影响高频增益，影响零点频率，但不会影响低频增益。 Ki 的变化会影响低频增益，影响零点频率，但不会影响高频增益。
Kp 越大，高频增益越大，零点频率越低。Ki 越大，低频频增益越大，零点频率越大。

2.2 速度电流双闭环 PI 控制器

速度控制系统的拓扑结构，是速度外环、电流内环的双闭环控制系统，如下图所示。

Assume that the stator time constant is much quicker than the mechanical system. To simplify the analysis, the current controller is represented as a constant gain 𝐾𝑐𝑢𝑟𝑟 below.

通常，电流环路的时间常数比机械系统的时间常数快得多。为了简化分析，将电流控制器简化为恒定增益 $K_{curr}$。则系统的开环传递函数为：

$$\begin{gathered} G_{loop}(s)=PI(s)\ast K_{curr}\ast Mech(s) \\ =K_i\ast (\frac{1+\frac{K_p}{K_i}s}{s})\ast K_{curr}\ast K/s \\ =\frac{K\ast K_{curr}\ast K_i}{s^2}(1+\frac{K_p}{K_i}s) \end{gathered}$$

增益 $K$ 包含电动机的电压常数和惯性。闭环传递函数为：

$$G_{close}(s)=\frac{K\ast K_{curr}\ast K_i(1+\frac{K_p}{K_i}s)}{s^2+K\ast K_{curr}\ast K_p\ast s+K\ast K_{curr}\ast K_i}$$

质量、弹簧、阻尼器系统的自由体图如图25所示。机械系统的传递函数为：

$$T_{mech}(s)=\frac{1/J}{s^2+s\ast b/J+k_{sp}/J}$$

PI 增益与机械系统之间存在以下关系:

$$\begin{gathered} K_p\propto b \\ {K}_i\propto k_{sp} \end{gathered}$$

增加𝐾𝑖对电机控制系统的影响与增加弹簧常数相似。系统的阻尼由⻓𝑝增益控制。增加阻尼将减少振荡。

2.3 速度环 PI 控制器参数的计算

在本系统中对速度反馈信号进行了滤波。除非电机轴上安装了转速表，否则是通过测量其他参数来生成速度信号。因此，在使用速度信号之前，通常需要对其进行滤波。我们假设使用以下形式的单极低通滤波器：

$$Ve{l}_{filter}(s)=\frac{1}{\tau s+1}$$

其中，𝜏是速度滤波器低通滤波器的时间常数（上图中的绿色块）。
则电流控制器的闭环传递函数为：

$$G_{curr}(s)=\frac{1}{\frac{L}{K_p^s}s+1}$$

其中，$K_p^s$ 是电流环调节器PI结构中的比例增益，它被设置为在电流控制器的传递函数内以消除极点/零点。为了避免将速度控制器的系数与电流控制器的系数混淆，我们将速度环 PI 控制器的参数表示为 $spd{K}_p^s$ 和 $spd{K}_i^s$。在串联形式的 PI 控制器中，$spd{K}_p^s$ 是比例增益项，以及 $spd{K}_i^s$ 是积分增益项。

用于电流控制器的方程式也可用于描述速度控制：

$$P{I}_{speed}(s)=\frac{spd{K}_p^s\ast spd{K}_i^s}{s}+spd{K}_p^s=\frac{spd{K}_p^s\ast spd{K}_i^s\ast (1+\frac{s}{spd{K}_i^s})}{s}$$

从电机电流到电机扭矩的传递函数将根据所使用的电机类型而变化。对于磁场定向控制下的永磁同步电机，q轴电流和电机扭矩之间的传递函数为：

$$Mtr(s)=\frac{3}{2}\frac{P}{2}{\lambda }_r=\frac{3}{4}P{\lambda }_r$$

其中，P 是电机的极对数，${\lambda }_r$ 是转子磁通量（等于反电动势常数(Ke)）。

对于交流感应电机，q轴电流和电机扭矩之间的传递函数为：

$$Mtr(s)=\frac{3}{4}P\frac{L_m^2}{L_r}{I}_d$$

其中，P 是电机的极对数，$L_m$ 是磁化电感，$L_r$ 是转子电感，$I_d$ 是 d轴电流。

将各项相乘，得到开环传递函数：

$$GH(s)=(\frac{spd{K}_p^s\ast spd{K}_i^s\ast (1+\frac{s}{spd{K}_i^s})}{s})(\frac{1}{\frac{L}{K_i^s}s+1})(\frac{3}{4}P{\lambda }_r)(\frac{1}{Js})(\frac{1}{\tau s+1})$$

如果我们消除电流控制器极点的影响，我们可以重写速度开环传递函数，如下所示：

$$GH(s)=\frac{K\ast spd{K}_p^s\ast spd{K}_i^s\ast (1+\frac{s}{spd{K}_i^s})}{s^2(1+\tau s)}$$

为了在电流回路中实现极点/零点抵消，我们选择 $K_i^{series}$ 如下：

$$\begin{gathered} K_i^{series}=R/L \\ {K}_p^{series}=L\ast B{W}_c \end{gathered}$$

其中，$B{W}_c$ 是电流环控制器的带宽。

然后，我们为阻尼因子（𝛿）选择一个值，这使我们能够精确量化速度环稳定性和带宽之间的权衡。于是，𝑠𝑝𝑑𝐾𝑖 以及𝑠𝑝𝑑𝐾𝑝 计算起来就很简单了。

$$\begin{array}{cccc}spd{K}_i^s& =& \frac{1}{{\delta }^2\tau }& \\ spd{K}_p^s& =& \frac{\delta \ast spd{K}_i^s}{K}& =\frac{1}{\delta \ast K\ast \tau }\end{array}$$

这种方法的好处是，你只需要定义两个有意义的系统参数：电流控制器的带宽和速度回路的阻尼系数，而不是试图经验性地调整四个与系统性能相关性很小的PI系数。一旦选择了这些，就会自动计算四个PI系数。
当前控制器带宽当然是一个有意义的系统参数，但在速度控制系统中，我们通常希望首先指定速度控制器的带宽，然后在此基础上设置当前控制器带宽。在下一节中，让我们仔细看看阻尼系数，我们将提出一种根据所需的速度环路带宽设置当前环路带宽的方法。

2.4 经验方法设置电流环路带宽

最好的策略是将电流控制器带宽设置得尽可能高。但是，电流回路带宽过高会导致电机承受过度的压力，因为高频电流瞬变和噪声会转化为高频扭矩瞬变和噪音。这甚至可以表现为可听见的噪音！

电流环路带宽还有另一个限制：采样频率。如下图所示，其中显示了基于数字磁场定向控制（FOC）的变频驱动器（VFD）。为了简化讨论，我们将假设整个控制回路由一个共同的采样信号计时（在实际应用中，速度回路进行采样频率通常比电流回路低得多）。

在模拟系统中，电机反馈信号的任何变化都会立即开始对输出控制电压产生影响。但是，使用如上图所示的数字控制系统，在PWM周期开始时通过ADC对电机信号进行采样，执行控制计算，并将得到的控制电压存入双缓冲PWM寄存器。这些值在PWM寄存器中处于未使用状态，直到它们在下一个PWM周期开始时被时钟记录到PWM输出。
从系统建模的角度来看，这看起来像是一个采样保持函数，采样频率等于PWM更新率频率。采样和保持的固定时间延迟表现为滞后相位角，在较高频率下逐渐变差。下图显示了采样保持函数的相位延迟的归一化频率图，其中假设采样频率为1。相位延迟的频率远低于采样频率。例如，在采样频率低十倍的情况下，采样保持仍会影响-18度的相移。

由于电流控制器处理的带宽比速度回路高，因此通常是电流回路受 PWM 模块的 SH 效应影响最大。由于PWM 模块 SH与电流回路的信号路径串联，其幅度和相位贡献直接增加了电流控制器的开环响应。如果我们重写电流控制器开环响应的方程（假设$K_i^{series}=R/L$ ), 我们最终得到以下函数：

$$G{H}_c(s)=PI(s)I(s)/V(s)=(\frac{K_p^s}{L})(\frac{1}{s})$$

这只是一个增益为 $\frac{K_p^s}{L}$ 的积分环节。

在大多数设计中，你可能想保留$\frac{K_p^s}{2\pi L}$至少比采样频率低一个数量级。因此，利用这一假设以及速度环调谐过程的约束，我们现在可以为以下范围编写一个通用的“经验法则”表达式：

$$\frac{10L}{\delta \tau }<K_p^s<\frac{2\pi L}{10T_s}$$

在大多数设计中，该经验式仍然为 Kp 的值留下了相当大的范围。

3. Lab05b 项目实验内容

在 Lab05b 项目中，电机速度控制以电流环作为控制内环、速度环作为控制外环，采用 PI 控制器。

在 InstaSPIN-FOC 中设置和使用该 Kp 和 Ki 增益。

3.1 硬件连接与设置

本项目使用 LAUNCHXL-F28027F + BOOSTXL-DRV8301 电机驱动和控制测试平台，相关的软件安装和配置，详见上节【动手学电机驱动】 TI InstaSPIN-FOC（1）电机驱动和控制测试平台。

硬件连接与设置的步骤如下：

1. 对于 F28027F 控制板，拆除 JP1、JP2 跳线帽，由驱动板提供 3.3V 电源。
2. 对于 F28027F 控制板，将开关 S1 设置为 ON-ON-ON（向上），UART 开关 S4 设置为 OFF（向下）。
3. 如下图所示，将 DRV8301 驱动板 插入 F28027F 控制板。注意：接线端子插头应朝向USB连接器。
4. 将三相 PMSM 电机连接到 DRV8301 驱动板的 3-pin 接线端子 J11。电机连接标记为 A、B、C，但可以以任何顺序连接。
5. 将直流电源连接到 DRV8301 驱动板的 2-pin 接线端子 J2，注意电源正负极不要接反（正极接 PVDD，负极接 GND）。推荐使用 24V/10A 直流稳压电源。
6. 打开连接到 DRV8301 驱动板的直流稳压电源。

3.2 加载用户数据文件

1、打开 IDE 软件 CCStudio，从 MotorWare 导入例程项目，在 CCS 侧边栏 “Project Explorer” 选择本项目 “proj_lab05b”。

C:\ti\motorware\motorware_1_01_00_18\sw\solutions\instaspin_foc\boards\boostxldrv8301_revB\f28x\f2802xF\projects

如果使用其它型号的 MCU 和驱动板，则参考以上路径规则，选择相应的项目路径。

2、鼠标选中本项目 “proj_lab05b”，右键选择 “Properties” 打开属性窗口，添加包含文件 user.h：

Build – C2000 Compiler – Include Options – Add dir to #include search path (–include_path, -I)

添加 user.h 文件的路径：

C:\ti\motorware\motorware_1_01_00_18\sw\modules\hal\boards\boostxldrv8301_revB\f28x\f2802xF\src

注意：如果没有正确导入 user.h，构建项目或编译时将会报错。

3、检查用户数据文件 user.h。

在 CCS “Project Explorer” 选择本项目 “proj_lab02b” 激活（Active）后，打开 user.c 文件，在文件开头找到声明的包含文件 user.h（以高亮显示）。鼠标移动到高亮的包含文件上，按 F3 就自动打开用户数据文件 user.h。

（1）找到定义电机类型的段落，检查 “USER_MOTOR” 定义为 “My_Motor”。

（2）找到定义电机参数的段落 “#elif (USER_MOTOR == My_Motor)”，检查电机极对数、电机参数的值已修改为电机规格书的参数，或通过参数辨识得到的数值。

（3）定义驱动板电压电流偏移量的的段落，检查已修改为测量的偏移值。

4、配置仿真器。

从 “Project Explorer-proj_lab05b” 下找到 “TMS320F28027_xds100v2.ccxml” 并打开目标配置编辑器窗口，可以创建和修改目标配置文件。

TMS320F28027_xds100v2.ccxml 默认的仿真器（调试探针）的类型为：“XDS 100v2 USB Debug Probe”，目标板或器件（Board or Device）的类型为：“Experimenter’s Kit - Piccolo F28027”，都不需要改变。如果使用其它型号的仿真器或目标板，则在该页面修改相应的设置。

3.3 项目构建与加载

5、项目构建（“Build”）。

在 CCS “Project Explorer” 选择本项目 “proj_lab03” 激活（Active）后，通过菜单栏 Project – Build Project 构建（“Build”）项目。也可以点击工具栏上的锤子图标 “Build” 进行构建。

在 CCS 的控制台（Console）窗口栏，将显示构建过程，并最终显示 ”**** Build Finished ****“，说明构建项目成功。

6、项目调试（“Debug”），将程序烧录到 MCU。

注意：在本步骤之前，要USB 连接控制板套件，并给控制板套件通电，否则找不到目标板而加载失败。 相关步骤可以参见上节 “2.1 硬件连接与设置”。

通过菜单栏 Run-- Debug 开始调试（“Debug”）项目。也可以点击工具栏上的昆虫图标 “Debug” 开始调试。

“Debug” 过程中，弹出窗口显示调试进程，并将并将.out文件加载到目标（将程序烧录到 MCU）。 弹出窗口最后显示 "Finished“，说明调试完成和加载成功。

进入调试状态后，CCS透视图将自动变为 “CCS调试”视图布局。

7、加载脚本文件。

通过调用脚本 “proj_lab05b.js”，添加适当的监视窗口变量。

loadJSFile “C:\ti\motorware\motorware_1_01_00_18\sw\solutions\instaspin_foc\src\proj_lab05b.js”

8、启用实时调试器。

点击工具栏上的实时模式图标（Enable silicon realtime mode），进入实时模式（Realtime mode）。该图标看起来像一个时钟。

9、执行目标程序。

点击工具栏上的 执行（Resume）图标，开始执行目标程序。该图标看起来像一个绿色按键。也可以通过菜单栏 Run-- Resume，或快捷键 F8，开始执行目标程序。

10、启用连续刷新。

点击工具栏上的 连续刷新（Resume）图标，在监视窗口上启用连续刷新。

3.4 项目运行与调试

11、启动电机。

在监视窗口中，检查 gMotorVars.UserErrorCode 的值：如果有错误则该变量值将显示具体的错误内容以供排查，如果没有错误则该变量值为 USER_ErrorCode_NoError，可以继续运行。

在监视窗口中，先将 “Flag_enableSys” 设为 1（True）驱动控制 使能，然后将 “Flag_Run_Identify” 设为 1（True）电机运行 使能。

12、手动改变速度环参考值。

（1）电机运行 使能后，速度环参考值 “SpeedRef_krpm” 为 0（默认值），电机没有旋转。
修改速度环参考值 “SpeedRef_krpm” = 1.8（或其它值），则电机启动开始旋转，旋转速度由设定的速度参考值决定，如下图所示。

13、手动改变 PI 控制器参数。

在本实验中，我们将展示调整增益 $K_p$ 的有效范围。

• 随着Kp_spd增益的减小，请注意电机轴的行为更像弹簧。增加Kp_spd增益会使电机阻尼更大。
• 如果Ki_spd设置太大，将更难转动电机轴。减小Ki_spd值，使电机表现得像弱弹簧。

请注意，增加Kp_spd增益会使电机更加阻尼。

（1）在监视窗口中，“gMotorVars.Kp_spd” 的默认值为 3.9。将“gMotorVars.Kp_spd” 的值修改为 1.0，然后手动调节速度参考值 “SpeedRef_krpm” ，电机转速变化曲线如下图所示。

Kp =1

（2）在监视窗口中，将“gMotorVars.Kp_spd” 的值修改为 3.9（默认值），然后手动调节速度参考值 “SpeedRef_krpm” ，电机转速变化曲线如下图所示。

Kp =4

（3）在监视窗口中，将“gMotorVars.Kp_spd” 的值修改为 10.0，然后手动调节速度参考值 “SpeedRef_krpm” ，电机转速变化曲线如下图所示。
此时，电机仍能较好地实现速度控制，但在高速、低速运行时不太平稳，运行时噪音增大。

Kp =10

（4）在监视窗口中，将“gMotorVars.Kp_spd” 的值修改为 15.0，然后手动调节速度参考值 “SpeedRef_krpm” ，电机转速变化曲线如下图所示。
此时，电机仍能实现速度控制，但高速运行时不平稳，运行时发出更高的音调噪声。

Kp =15

（5）在监视窗口中，重置 “gMotorVars.Kp_spd” 回到默认值3.9。

14、结束运行。

将变量 “Flag_Run_Identify” 设为 0（False），禁止电机运行。将 “Flag_enableSys” 设为 1（True）设为 0（False），禁用驱动控制。

点击工具栏上的 断开（Terminate）图标，断开与所有硬件的连接并终止调试状态。该图标看起来像一个红色方块。也可以通过菜单栏 Run-- Terminate，断开连接并终止调试状态。

15、关闭电源，拆除 USB 连接。

关闭为 DRV8301 驱动板供电的 DC 24V 电源。
拆下连接 计算机（运行 CCS 的计算机） 与 F28027F 控制板的 USB 线缆 。

4. Lab05b 程序解读

4.1 程序框图

本项目不涉及新的包含文件和全局变量。

主程序（Main Run-Time loop）

本项目增加了速度环 PI 控制器参数 Kp 和 Ki 的获取和设置功能。在电机识别完成后，速度环 PI 增益更新为电机识别期间使用的预先计算值。在程序运行中，也可以使用 “gMotorVars” 结构体实时修改速度环的增益参数。

实现速度控制器增益初始化的逻辑流程图如下图所示。

中断服务程序（Main ISR）

与 Lab05a 试验项目相同。

4.2 包含文件、变量和函数声明

本项目没有新的包含文件和定义新的全局变量。

Main run-time loop 新的 API 函数如下：

• CTRL_getKp，从 CTRL 结构体获取 Kp 增益值；
• CTRL_getKi，从 CTRL 结构体获取 Ki 增益值；
• CTRL_setKp，向 CTRL 结构体设置 Kp 增益值；
• CTRL_setKi，向 CTRL 结构体设置 Ki 增益值。

4.3 例程分析

4.3.1 电流环 PI 控制器参数的初始化

在程序 Proj_lab05b.c 的主函数 main() 中的轮循逻辑（forever loop）中，对电流环、速度环的 PI 控制器参数进行初始化：

• 通过 CTRL_getKp()、CTRL_getKi() 函数获取电流环参数 $K_p$、$K_i$ 的值，并赋值给 gMotorVars.Kp_Idq、gMotorVars.Ki_Idq；
• 通过 CTRL_getKp()、CTRL_getKi() 函数获取速度环参数 $K_p$、$K_i$ 的值，并赋值给 gMotorVars.Kp_spd、gMotorVars.Ki_spd。

void main(void)
{

...

  for(;;)
  {
    // loop while the enable system flag is true
    while(gMotorVars.Flag_enableSys)
      {
      ...
    
        if(EST_isMotorIdentified(obj->estHandle))
          {
          ...

            if(Flag_Latch_softwareUpdate)
            {
            ...

              // initialize the watch window kp and ki current values with pre-calculated values
              gMotorVars.Kp_Idq = CTRL_getKp(ctrlHandle,CTRL_Type_PID_Id);
              gMotorVars.Ki_Idq = CTRL_getKi(ctrlHandle,CTRL_Type_PID_Id);

              // initialize the watch window kp and ki values with pre-calculated values
              gMotorVars.Kp_spd = CTRL_getKp(ctrlHandle,CTRL_Type_PID_spd);
              gMotorVars.Ki_spd = CTRL_getKi(ctrlHandle,CTRL_Type_PID_spd);
            }

          }
      }

4.3.2 电流环 PI 控制器参数的实时更新

在程序 Proj_lab05b.c 的主函数 main() 中，可以对电流环 PI 控制器参数进行更新：通过控制器参数更新函数 updateKpKiGains()，读取监视窗口中$K_p$、$K_i$ 的当前值，实时地更新电流环 PI 控制器的比例增益 $K_p$ 和积分增益 $K_i$ 的值。

void updateKpKiGains(CTRL_Handle handle)
{
  if((gMotorVars.CtrlState == CTRL_State_OnLine) && (gMotorVars.Flag_MotorIdentified == true) && (Flag_Latch_softwareUpdate == false))
    {
      // set the kp and ki speed values from the watch window
      CTRL_setKp(handle,CTRL_Type_PID_spd,gMotorVars.Kp_spd);
      CTRL_setKi(handle,CTRL_Type_PID_spd,gMotorVars.Ki_spd);

      // set the kp and ki current values for Id and Iq from the watch window
      CTRL_setKp(handle,CTRL_Type_PID_Id,gMotorVars.Kp_Idq);
      CTRL_setKi(handle,CTRL_Type_PID_Id,gMotorVars.Ki_Idq);
      CTRL_setKp(handle,CTRL_Type_PID_Iq,gMotorVars.Kp_Idq);
      CTRL_setKi(handle,CTRL_Type_PID_Iq,gMotorVars.Ki_Idq);
	}

  return;
} // end of updateKpKiGains() function

CTRL_setKp() 等函数在 ctrl.h 文件中，例程内容如下：

//! \brief      Sets the proportional gain (Kp) value for the specified controller
//! \param[in]  handle    The controller (CTRL) handle
//! \param[in]  ctrlType  The controller type
//! \param[in]  Kp        The Kp value
inline void CTRL_setKp(CTRL_Handle handle,const CTRL_Type_e ctrlType,const _iq Kp)
{
  CTRL_Obj *obj = (CTRL_Obj *)handle;

  if(ctrlType == CTRL_Type_PID_spd)
    {
      obj->Kp_spd = Kp;
    }
  else if(ctrlType == CTRL_Type_PID_Id)
    {
      obj->Kp_Id = Kp;
    }
  else if(ctrlType == CTRL_Type_PID_Iq)
    {
      obj->Kp_Iq = Kp;
    }

  return;
} // end of CTRL_setKp() function

5. Lab05b 项目总结

调整速度控制器比调整电流控制器时有更多的未知数。
在本实验中，调整速度控制器的第一种方法是使用工程经验方法。结果表明，并联速度 PI 闭环控制与质量、弹簧、阻尼器系统相关。
如果已知电机控制系统的机械系统的更多参数，则可以使用理论计算方法。根据用户选择的带宽和阻尼计算确定速度和电流控制器的增益。

推荐从 TI 官网下载 【InstaSPIN 实验项目用户手册】（InstaSPIN Projects and Labs User’s Guide），进行学习。