当转速误差等于0经过pi不应该就等于0了吗，为啥输出的还刚好是我们的期望值(关键词-内环)

问题背景1：想要控制电机速度稳定在一个数值，外环输入是转速误差，经过PI环节，输出电流，进一步控制内环。
问题1：请问各位，当转速误差等于0经过pi不应该就等于0了吗，为啥输出的还刚好是我们的期望值？是不是自己对积分这个环节没理解正确？他可以累加？

问题背景2：如下图中的永磁同步电机无传感控制中的PLL估计角度的流程图

（图片来自知乎玻璃伞）
其中

问题2：对于pi的输入输出如何去确定很迷惑，如问题背景2，输入是角度误差，输出直接就是估计的角频率，为何不能直接是估计角度呢？

自己的理解：
问题1是因为有积分累加的效果，比例积分器是具有累加效果的，虽然某一时刻误差接近为0，但是不是以这一个时刻的值求出期望，而这个0只能说明，此时此刻，误差接近为0，证明了期望等于估计，就不需要再进行累加了。
问题2输出可以直接是估计角度，只是如果得到的是估计角度，那求角频率需要求导，而微分会放大误差，从而出现噪声放大。
不知道是否正确，请各位指正，谢谢。

【以下回答由 GPT 生成】

问题1解答：

背景理解

在嵌入式硬件中，通过控制电机的速度来实现稳定运转时，通常会使用PI（Proportional Integral）控制器。该控制器的输入是转速误差（期望速度与实际速度之差），经过PI环节计算得到输出电流，用以控制电机。

PI控制器原理

PI控制器是由比例环节（P）和积分环节（I）组成。比例环节根据转速误差的大小直接计算输出值，而积分环节根据转速误差的累积来计算输出值。通过综合比例调节和积分调节，可以使电机速度逐渐接近设定的目标速度。

当转速误差等于0时，经过PI环节输出不为0的原因：

P环节的作用：当转速误差等于0时，根据比例环节的定义，输出电流应该为0。但是在实际应用中，P环节通常会存在一定的调节系数，可以通过该系数来调整比例环节的灵敏度和响应速度。因此，即使转速误差为0，由于比例系数的存在，输出电流仍然可能不为0，这样可以更快地调整电机的速度。
I环节的作用：积分环节的目的是消除系统的稳态误差，即确保输出值能够稳定在期望值附近。当转速误差为0时，虽然P环节的输出为0，但是积分环节会积累起来的误差（积分项）仍然存在，这会产生一个补偿项，进一步调整输出电流，使其保持在期望值附近。换句话说，积分环节的作用是为了保持输出电流的稳定性，即使转速误差为0。

优化方案

调整比例系数：根据实际需要和性能要求，可以调整比例系数来控制输出电流的灵敏度和响应速度。如果希望在转速误差为0时输出电流为0，可以降低比例系数的大小。
调整积分系数：同样可以通过调整积分系数来控制输出的稳定性。在确保系统的稳定性的前提下，可以适当调整积分系数，减小积分项的影响，使输出电流更接近期望值。
反馈检测：在实际应用中，通常会增加一个反馈检测环节，用来实时监测电机的实际转速。通过与期望转速进行比较，可以得到转速误差，并将其作为PI控制器的输入。这样可以及时调整输出电流，以实现更好的控制效果。

以上是针对问题1的解答，希望能解答到您的疑惑。如果还有其他问题，请告诉我。

问题2解答：

背景理解

在永磁同步电机无传感器控制中，通常会通过PLL（Phase Locked Loop）估计电机的转子角度。这是一种用于实时监测和估计旋转物体角度的技术。

PLL估计角度的流程：

输入信号：信号源会提供给PLL的输入信号，该信号是电机的输出信号，也称为电机的相电流。
相位检测：通过相位检测器，将输入信号与内部的本地参考信号进行比较。相位检测器会产生一个误差信号，用于确定输入信号的相位差。
频率估计：根据相位差的变化率，通过计算产生一个估计的角频率信号。这个估计的角频率信号表示输入信号每个单位时间的相位变化情况。
积分：通过对估计的角频率信号进行积分，得到估计的角度。这个估计的角度用于控制电机的运行。

PI控制环节的输入和输出：

在问题背景2中，PI控制环节的输入是角度误差，输出是估计的角频率。

为什么输出是角频率而不是角度？原因是角频率（也称为自然频率）可以更好地反映电机的运行状态和稳定性。角频率可以告诉我们电机每秒钟旋转的角度变化的快慢，而角度只是一个瞬时的值。

角度误差是指期望的角度与实际估计的角度之间的差异。通过将角度误差输入到PI控制器中，可以通过调节输出的角频率，使实际估计的角度逐渐接近期望的角度。

优化方案

在优化PI控制环节时，可以考虑以下几点： 1. 调整比例系数：通过调整比例系数，可以控制输出角频率对于角度误差的敏感度。较大的比例系数可以使输出更快地调整，但可能会导致震荡；较小的比例系数则会使输出调整较慢。

调整积分系数：通过调整积分系数，可以控制输出角频率对于角度误差累积的敏感度。较大的积分系数可以更好地消除稳态误差，但可能会导致系统的超调；较小的积分系数则可能会导致稳态误差较大。
频率限制：在实际应用中，可以设置一个频率限制，限制输出角频率的变化范围，以避免过快或过慢的调整。

以上是针对问题2的解答，希望能解答到您的疑惑。如果还有其他问题，请告诉我。

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