闭环控制“饱和”或者“失控”的物理本质

1、大家不仅要问，闭环调控时，干忧大时怎么就能饱和呢？

2、其实这是闭环控制中最常见的情况！有人企图调P、I、D参数能解决饱和的问题，是无济于事的！

3、先说说闭环控制饱和的物理本质：

1）举例说明，一个热水供热锅炉的恒压力补水变频调速系统；

2）当供热锅炉系统因失水或漏水而压力下降时，通过补水泵补水，维持系统压力守恒；

3）可以采用补水泵压力开关控制模式，但是此系统有压力差，就说压力只能在一个范围内变化；

4）可以采用恒压力补水变频调速系统，给定一个压力，系统可以维持一个恒定压力不变，原理就是，系统失水多少，就能补水多少，失水快，补水快，失水慢，补水慢，维持压力为给定压力不变；

5）但是，发现恒压力补水变频调速系统工作有时正常，有时就不正常；

6）仔细观察，不正常总是发生在系统短时间漏水量大的时候；

7）其表现是，频率一下就达到50HZ，而压力低于给定压力上不去；

8）其表现是，频率已经就达到50HZ，而系统压力还在下降！

9）这就是一个明显的闭环系统控制达到“饱和”或者“失控”的情况！

10）如果不懂，会以为P、I、D参数没有调整好，这时候如果调P、I、D参数，会越调越乱，不起作用！

11）那是什么原因导致闭环饱和或者失控的呢？明眼人已经知道原因了，那就是失水流量大，失水流量大于补水泵在50HZ运行时的最大补水量！简单说就是补水泵已经来不及补水了！

12）回到主楼的问题，当电机的额定力矩小于负载力矩，或者当电机的最大力矩小于负载力矩时，速度闭环还要稳定电机速度于给定值上，只能出现过载，或者严重过流甚至堵转！

13）这时候就是速度闭环发生“饱和”或者“失控”的时候；

14）也就是这个时候，系统要进行失速保护（过载保护、过流保护），就是说让系统的速度降下来运行！

4、任何一个闭环控制系统，都有一个因电机额定转矩、额定电流的受限制的工作范围！超过这个范围，闭环控制系统“饱和”、“失控”，系统便进入保护！

5、闭环控制必须在动力允许的范围内进行，不可能超出动力允许的范围！

6、或者说，系统的干忧在允许范围内，就能克服，超出范围就无法克服，有人在描述国外产品时，说的非常离奇，那都是违背客观规律的，是骗人的！