永磁同步电机的自适应滑模控制研究
永磁同步电机的自适应滑模控制研究[20191213111628]
摘 要
永磁同步电机(permanentmagnet synchronous machine,PMSM)[1]因其结构简单、体积小、效率高和鲁棒性强等优点,广泛用于电机性能和控制精度要求较高的伺服系统,如数控机床、电动汽车航空航天等领域。PMSM是一个非线性、多变量、强耦合系统,对系统参数摄动和外界扰动十分敏感,因此常规线性控制方法很难获得理想的控制效果。为了提高PMSM的控制性能,国内外研究人员提出了许多非线性控制方法,主要有:反步法控制、反馈线性化控制、滑模控制、智能控制、自适应控制和自抗扰控制等,这些非线性控制方法改善了PMSM系统性能,提高了系统的鲁棒性。滑模控制( sliding modecontro,l SMC)控制结构简单、可靠性和鲁棒性高,非常适合于PMSM系统。
因此，磁同步电机的鲁棒控制方法近年来已经成为电机研究的中心之一，滑模控制作为一种鲁棒控制[2]方法在永磁同步电机的鲁棒控制中具有非常重要的意义。现代控制技术及计算机控制技术的发展为滑模变结构控制的应用提供了良好的契机。DSP和ASIC的快速发展以及新颖控制理论和技术的完善，使滑模变结构控制系统在实现对电机速度、位置、电流的控制方面具有更加优良性能。
因此，本项目研究自适应滑模控制[3]技术及其在永磁同步电机中的应用，建立PMSM矢量控制系统仿真模型,设计PMSM自适应滑模控制器，获得更好的控制性能和快速精确的参数跟踪能力。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:永磁同步电机,自适应滑模控制,仿真
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1、永磁同步电机 4
1.1.1 永磁同步电机的的工作原理 4
1.1.2 永磁同步电机的几种方式 4
1.2、永磁同步电机（PMSM）的模型 6
1.2.1永磁同步电机在三相固定坐标系ABC下的建模 6
1．2.2 永磁同步电机在 坐标下的模型 7
1.3、本文的研究意义= 8
1.3.1本文的研究意义 8
1.3.2本文的主要工作 8
4. 研究并仿真了永磁同步电机的自适应滑模控制系统，分析了系统的性能。 9
第二章 PMSM的自适应滑模控制设计 9
2.2、自适应滑模控制的概述 12
2.2.1自适应系统的定义 12
2.3基于Lyapunov稳定性理论的滑模控制 15
2.3.1.滑模变结构控制的定义 15
2.3.2.关于李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性第二方法 15
2.4、永磁同步电机的自适应滑模控制数字推导过程 16
第三章 数据仿真实验 20
3.1、matlabSimulink的概论 20
3.2、系统的Matlab/Simulink仿真 21
3.3、结果分析 27
第四章 总结与展望 28
4.1、总结 28
4.2未来工作的展望 29
参考文献 30
致谢 32
第一章 绪论
随着电力电子技术、计算机技术、微电子和自动控制理论的发展，交流控制系统研究的不断深入，特别是永磁同步电机控制系统在机电一体化、机器人、电动汽车等高科技领域占据了日益重要的地位。电机的发展过程中，同步电机、直流电机、异步电机并存于各个领域。20 世纪60 年代以前，直流电机占据了统治地位，由于直流电机存在着一些固有的缺点，如需要电刷和换向器进行换向、运行中易产生火花、需要经常维护和检修、转子绕组发热大，使其性能变坏等，这些固有的缺点限制了直流电机向高转速、高电压、大容量方向发展。
20 世纪 70 年代末，交流电机[4]逐渐被重视起来，交流电机能够克服直流电机固有的一些缺点，其制造方便、价格低廉、运行可靠、维护少、可用于恶劣环境等特点，因而在现代工业中得到了广泛的应用。但由于异步电机调速性能比较差，运行时必须从电网吸收无功功率，从而使电网功率因数变低等缺点，从而限制了异步电机的发展。
同步电机具有功率因数高、转子参数可测、效率高、定转子气隙大、控制性能好等方面的优势，因此，在调速[5]领域内，同步电机得到了广泛的应用。特别是永磁同步电机的出现，用永磁体代替了转子励磁绕组，从而省去了励磁线圈、滑环、电刷，使调速控制系统取得了长足的进步。随着传感器技术、控制理论和永磁材料的迅速发展，交流调速系统逐步具备了调速范围宽[8]、高转速稳定[9]、动态响应快[10]等良好的控制性能，取代直流电机[12]、异步电机调速系统[13]已是必然的发展趋势。
永磁同步电机控制系统有直流电机和异步电机控制系统无法比拟的优点。首先，永磁同步电机矢量控制系统[14]是一种高性能的交流控制系统，由于永磁同步电机的许多优点和矢量控制思想，所以由永磁同步电机构成的交流控制系统能够达到很好的控制性能；其次，我国是世界第一稀土大国，稀土永磁同步电机已经在航空航天多种型号中得到成功的应用；最后，永磁同步电机转子参数可测等特点，使永磁同步电机得到了更为广泛的应用。
因此，研究和发展高性能永磁同步电机控制系统来满足现代工业迅速发展的要求具有重要的实用价值。
1.1、永磁同步电机
1.1.1 永磁同步电机的的工作原理
同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场。而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流[20]。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。
1.1.2 永磁同步电机的几种方式
1) 直流发电机供电的励磁方式
这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。
2)交流励磁机供电的励磁方式
现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁[23]，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁测量装置机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组[24]都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。
3)无励磁机的励磁方式[15]
在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。自复励磁方式[26]除设有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。
1.2、永磁同步电机（PMSM）的模型
1.2.1永磁同步电机在三相固定坐标系ABC下的建模
为了简化和求解数学模型方程，运用坐标变换理论，通过对同步电机定子三相静止坐标轴系[28]的基本方程进行线性变换，实现电机数学模型的解耦。
图1.1 A、B、C：定子三相静止坐标系
（一）坐标变换
abc三相定子电流，经过claeke变换为αβ坐标系，在经过park变换为dq坐标
三相静止坐标 到两相静止坐标 的变换（Clarke变换）：
1.1
Clarke逆变换：
1.2
两相静止坐标 到两相旋转坐标系 的变换（Park变换）：
1.3
Park逆变换：
1.4
其中， 表示 轴与 轴之间的电角度。
1．2.2 永磁同步电机在 坐标下的模型
磁链方程：
1.5
电压方程：
1.6
电磁转矩方程：
1.7
对PMSM电机，一般有 ，所以
1.8
可见，只要控制 就控制了电机的转矩，大大简化了控制系统的设计，这也是坐标变换的意义。
电机运动方程：
1.9
其他方程：
1.10
1.3、本文的研究意义
1.3.1本文的研究意义
永磁同步电机（PMSM）结构简单、运行可靠,具有较高的效率和功率因数,基于矢量控制的PMSM调速系统在对快速性、精确性要求较高的应用领域中占有重要地位。同时,PMSM又是一个多变量、非线性、时变被控对象,PMSM的精确的伺服控制由于其速度和电流的非线性耦合以及系统的时变性而变成为一个复杂的问题。为满足高性能控制要求,自适应控制技术被广泛引入。
自适应控制具有参数辨识功能，是一种实时调节控制器的方法，滑模变结构控制方法是一种有效的非线性控制方法，具有如下优点：
1)控制系统的响应不依赖系统结构和参数;
2)理论上可以应用到所有类型的非线性系统且容易实现;
3)对参数不确定性和外部扰动具有很好的鲁棒性。
采用自适应滑模技术能够有效地解决模型不精确和模型变化所带来的鲁棒性问题，能改变控制器参数或产生某一辅助信号，使指定的性能指标尽可能接近和保持最优，有效提高了控制系统的可靠性和抗干扰性。因此，本项目研究自适应滑模控制技术及其在永磁同步电机中的应用，建立PMSM矢量控制系统仿真模型,设计PMSM自适应滑模控制器，获得更好的控制性能和快速精确的参数跟踪能力。
1.3.2本文的主要工作
本文的主要工作概括如下：
1. 研究并分析了永磁同步电机的工作原理；
2. 详细推导了永磁同步电机数学模型的建立过程，分析了正交误差的来源和对系统的干扰作用；
3. 介绍了自适应滑模控制方法及基于李雅普诺夫方法设计自适应滑模控制器的过程；
4. 研究并仿真了永磁同步电机的自适应滑模控制系统，分析了系统的性能。
第二章 PMSM的自适应滑模控制设计
2.1、鲁棒控制原理
2.1.1鲁棒控制的概述
当今的自动控制技术都是基于反馈的思想。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论应用于自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何利用误差才能更好地纠正系统。
鲁棒控制（Robust Control）方面的研究始于20世纪50年代。在过去的20年中，鲁棒控制一直是国际自控界的研究热点。所谓“鲁棒性”，是指控制系统在一定（结构，大小）的参数摄动下，维持某些性能的特性。根据对性能的不同定义，可分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。以闭环系统的鲁棒性作为目标设计得到的固定控制器称为鲁棒控制器。由于工作状况变动、外部干扰以及建模误差的缘故，实际工业过程的精确模型很难得到，而系统的各种故障也将导致模型的不确定性，因此可以说模型的不确定性在控制系统中广泛存在。如何设计一个固定的控制器，使具有不确定性的对象满足控制品质，也就是鲁棒控制，成为国内外科研人员的研究课题。。
鲁棒性（robustness）就是系统的健壮性。它是在异常和危险情况下系统生存的关键。比如说，计算机软件在输入错误、磁盘故障、网络过载或有意攻击情况下，能否不死机、不崩溃，就是该软件的鲁棒性。所谓“鲁棒性”，是指控制系统在一定（结构，大小）的参数摄动下，维持某些性能的特性。根据对性能的不同定义，可分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。以闭环系统的鲁棒性作为目标设计得到的固定控制器称为鲁棒控制器。
鲁棒控制是一个着重控制算法可靠性研究的控制器设计方法。鲁棒性一般定义为在实际环境中为保证安全要求控制系统最小必须满足的要求。一旦设计好这个控制器，它的参数不能改变而且控制性能保证。
摘 要
永磁同步电机(permanentmagnet synchronous machine,PMSM)[1]因其结构简单、体积小、效率高和鲁棒性强等优点,广泛用于电机性能和控制精度要求较高的伺服系统,如数控机床、电动汽车航空航天等领域。PMSM是一个非线性、多变量、强耦合系统,对系统参数摄动和外界扰动十分敏感,因此常规线性控制方法很难获得理想的控制效果。为了提高PMSM的控制性能,国内外研究人员提出了许多非线性控制方法,主要有:反步法控制、反馈线性化控制、滑模控制、智能控制、自适应控制和自抗扰控制等,这些非线性控制方法改善了PMSM系统性能,提高了系统的鲁棒性。滑模控制( sliding modecontro,l SMC)控制结构简单、可靠性和鲁棒性高,非常适合于PMSM系统。
因此，磁同步电机的鲁棒控制方法近年来已经成为电机研究的中心之一，滑模控制作为一种鲁棒控制[2]方法在永磁同步电机的鲁棒控制中具有非常重要的意义。现代控制技术及计算机控制技术的发展为滑模变结构控制的应用提供了良好的契机。DSP和ASIC的快速发展以及新颖控制理论和技术的完善，使滑模变结构控制系统在实现对电机速度、位置、电流的控制方面具有更加优良性能。
因此，本项目研究自适应滑模控制[3]技术及其在永磁同步电机中的应用，建立PMSM矢量控制系统仿真模型,设计PMSM自适应滑模控制器，获得更好的控制性能和快速精确的参数跟踪能力。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:永磁同步电机,自适应滑模控制,仿真
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1、永磁同步电机 4
1.1.1 永磁同步电机的的工作原理 4
1.1.2 永磁同步电机的几种方式 4
1.2、永磁同步电机（PMSM）的模型 6
1.2.1永磁同步电机在三相固定坐标系ABC下的建模 6
1．2.2 永磁同步电机在 坐标下的模型 7
1.3、本文的研究意义= 8
1.3.1本文的研究意义 8
1.3.2本文的主要工作 8
4. 研究并仿真了永磁同步电机的自适应滑模控制系统，分析了系统的性能。 9
第二章 PMSM的自适应滑模控制设计 9
2.2、自适应滑模控制的概述 12
2.2.1自适应系统的定义 12
2.3基于Lyapunov稳定性理论的滑模控制 15
2.3.1.滑模变结构控制的定义 15
2.3.2.关于李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性第二方法 15
2.4、永磁同步电机的自适应滑模控制数字推导过程 16
第三章 数据仿真实验 20
3.1、matlabSimulink的概论 20
3.2、系统的Matlab/Simulink仿真 21
3.3、结果分析 27
第四章 总结与展望 28
4.1、总结 28
4.2未来工作的展望 29
参考文献 30
致谢 32
第一章 绪论
随着电力电子技术、计算机技术、微电子和自动控制理论的发展，交流控制系统研究的不断深入，特别是永磁同步电机控制系统在机电一体化、机器人、电动汽车等高科技领域占据了日益重要的地位。电机的发展过程中，同步电机、直流电机、异步电机并存于各个领域。20 世纪60 年代以前，直流电机占据了统治地位，由于直流电机存在着一些固有的缺点，如需要电刷和换向器进行换向、运行中易产生火花、需要经常维护和检修、转子绕组发热大，使其性能变坏等，这些固有的缺点限制了直流电机向高转速、高电压、大容量方向发展。
20 世纪 70 年代末，交流电机[4]逐渐被重视起来，交流电机能够克服直流电机固有的一些缺点，其制造方便、价格低廉、运行可靠、维护少、可用于恶劣环境等特点，因而在现代工业中得到了广泛的应用。但由于异步电机调速性能比较差，运行时必须从电网吸收无功功率，从而使电网功率因数变低等缺点，从而限制了异步电机的发展。
同步电机具有功率因数高、转子参数可测、效率高、定转子气隙大、控制性能好等方面的优势，因此，在调速[5]领域内，同步电机得到了广泛的应用。特别是永磁同步电机的出现，用永磁体代替了转子励磁绕组，从而省去了励磁线圈、滑环、电刷，使调速控制系统取得了长足的进步。随着传感器技术、控制理论和永磁材料的迅速发展，交流调速系统逐步具备了调速范围宽[8]、高转速稳定[9]、动态响应快[10]等良好的控制性能，取代直流电机[12]、异步电机调速系统[13]已是必然的发展趋势。
永磁同步电机控制系统有直流电机和异步电机控制系统无法比拟的优点。首先，永磁同步电机矢量控制系统[14]是一种高性能的交流控制系统，由于永磁同步电机的许多优点和矢量控制思想，所以由永磁同步电机构成的交流控制系统能够达到很好的控制性能；其次，我国是世界第一稀土大国，稀土永磁同步电机已经在航空航天多种型号中得到成功的应用；最后，永磁同步电机转子参数可测等特点，使永磁同步电机得到了更为广泛的应用。
因此，研究和发展高性能永磁同步电机控制系统来满足现代工业迅速发展的要求具有重要的实用价值。
1.1、永磁同步电机
1.1.1 永磁同步电机的的工作原理
同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场。而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流
1.1.2 永磁同步电机的几种方式
1) 直流发电机供电的励磁方式
这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。
2)交流励磁机供电的励磁方式
现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁[23]，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁测量装置机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组[24]都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。
3)无励磁机的励磁方式[15]
在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。自复励磁方式[26]除设有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。
1.2、永磁同步电机（PMSM）的模型
1.2.1永磁同步电机在三相固定坐标系ABC下的建模
为了简化和求解数学模型方程，运用坐标变换理论，通过对同步电机定子三相静止坐标轴系[28]的基本方程进行线性变换，实现电机数学模型的解耦。
图1.1 A、B、C：定子三相静止坐标系
（一）坐标变换
abc三相定子电流，经过claeke变换为αβ坐标系，在经过park变换为dq坐标
三相静止坐标 到两相静止坐标 的变换（Clarke变换）：
1.1
Clarke逆变换：
1.2
两相静止坐标 到两相旋转坐标系 的变换（Park变换）：
1.3
Park逆变换：
1.4
其中， 表示 轴与 轴之间的电角度。
1．2.2 永磁同步电机在 坐标下的模型
磁链方程：
1.5
电压方程：
1.6
电磁转矩方程：
1.7
对PMSM电机，一般有 ，所以
1.8
可见，只要控制 就控制了电机的转矩，大大简化了控制系统的设计，这也是坐标变换的意义。
电机运动方程：
1.9
其他方程：
1.10
1.3、本文的研究意义
1.3.1本文的研究意义
永磁同步电机（PMSM）结构简单、运行可靠,具有较高的效率和功率因数,基于矢量控制的PMSM调速系统在对快速性、精确性要求较高的应用领域中占有重要地位。同时,PMSM又是一个多变量、非线性、时变被控对象,PMSM的精确的伺服控制由于其速度和电流的非线性耦合以及系统的时变性而变成为一个复杂的问题。为满足高性能控制要求,自适应控制技术被广泛引入。
自适应控制具有参数辨识功能，是一种实时调节控制器的方法，滑模变结构控制方法是一种有效的非线性控制方法，具有如下优点：
1)控制系统的响应不依赖系统结构和参数;
2)理论上可以应用到所有类型的非线性系统且容易实现;
3)对参数不确定性和外部扰动具有很好的鲁棒性。
采用自适应滑模技术能够有效地解决模型不精确和模型变化所带来的鲁棒性问题，能改变控制器参数或产生某一辅助信号，使指定的性能指标尽可能接近和保持最优，有效提高了控制系统的可靠性和抗干扰性。因此，本项目研究自适应滑模控制技术及其在永磁同步电机中的应用，建立PMSM矢量控制系统仿真模型,设计PMSM自适应滑模控制器，获得更好的控制性能和快速精确的参数跟踪能力。
1.3.2本文的主要工作
本文的主要工作概括如下：
1. 研究并分析了永磁同步电机的工作原理；
2. 详细推导了永磁同步电机数学模型的建立过程，分析了正交误差的来源和对系统的干扰作用；
3. 介绍了自适应滑模控制方法及基于李雅普诺夫方法设计自适应滑模控制器的过程；
4. 研究并仿真了永磁同步电机的自适应滑模控制系统，分析了系统的性能。
第二章 PMSM的自适应滑模控制设计
2.1、鲁棒控制原理
2.1.1鲁棒控制的概述
当今的自动控制技术都是基于反馈的思想。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论应用于自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何利用误差才能更好地纠正系统。
鲁棒控制（Robust Control）方面的研究始于20世纪50年代。在过去的20年中，鲁棒控制一直是国际自控界的研究热点。所谓“鲁棒性”，是指控制系统在一定（结构，大小）的参数摄动下，维持某些性能的特性。根据对性能的不同定义，可分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。以闭环系统的鲁棒性作为目标设计得到的固定控制器称为鲁棒控制器。由于工作状况变动、外部干扰以及建模误差的缘故，实际工业过程的精确模型很难得到，而系统的各种故障也将导致模型的不确定性，因此可以说模型的不确定性在控制系统中广泛存在。如何设计一个固定的控制器，使具有不确定性的对象满足控制品质，也就是鲁棒控制，成为国内外科研人员的研究课题。。
鲁棒性（robustness）就是系统的健壮性。它是在异常和危险情况下系统生存的关键。比如说，计算机软件在输入错误、磁盘故障、网络过载或有意攻击情况下，能否不死机、不崩溃，就是该软件的鲁棒性。所谓“鲁棒性”，是指控制系统在一定（结构，大小）的参数摄动下，维持某些性能的特性。根据对性能的不同定义，可分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。以闭环系统的鲁棒性作为目标设计得到的固定控制器称为鲁棒控制器。
鲁棒控制是一个着重控制算法可靠性研究的控制器设计方法。鲁棒性一般定义为在实际环境中为保证安全要求控制系统最小必须满足的要求。一旦设计好这个控制器，它的参数不能改变而且控制性能保证。
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