汽车空调风机无刷直流双模糊PI调节的无级调速系统

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1、汽车空调风机无刷直流双模糊PI调节的无级调速系统摘要：通过对汽车空调风机的无级调速系统仿真结果的分析，表明模糊PI控制优于传统的PI控制，证明了该无级调速系统仿真模型的正确性。得出了调速系统方案是可行的结论。关键词：汽车空调风机；无刷直流；模糊PI;无级调速TheSteplessSpeedRegulatingSystemAdjustedbyDoubleFuzzyPIwithBrushlessDirectCurrentandUsedinAutomotiveAir-conditioningFansAbstract:Theanalysisonthesimulationresult

2、sinsteplessspeedregulatingsystemofautomotiveair-conditioningfanshowsthatthefuzzyPIcontrolisbetterthantheconventionalPIcontrol.Theaccuracyofsimulationmodelofthesteplessspeedregulatingsystemisdemonstrated・Theconclusionisthatthisspeedregulatingsystemschemeisfeasible・Keywords:automotiveair-con

3、ditioningfan;brushlessdirectcurrent;fuzzyPI;steplessspeedregulatingo引言当前的汽车空调风机大多还是采用有刷直流电动机进行调速的。虽然有刷直流电动机具有运行效率高和调速性能好等优点，但由于它存在许多固有的缺陷：采用电刷和换向器等机械的方法进行换向，寿命短、噪声大、维护困难、成本高以及容易引起火灾等安全隐患，故限制了它的进一步发展。而釆用异步电动机对汽车空调风机进行调速，虽然界步电动机具有结构简单、坚固耐用、维护工作量小、运行效率高等许多优点，但因其功率因数低、控制精度差、制造工艺要求高等诸多因素，也逐渐被近年

4、来随着永磁材料、现代电力电子技术、计算机技术和现代控制理论的迅猛发展而成熟起来的永磁无刷直流电动机(BrushlessDirectCurrentMotor-BLDCM)调速系统所取代山刀。永磁无刷直流电动机具有体积小、质量轻、效率高、噪声低且可靠性高的特点，因而得到了广泛的应用®役在调速系统中，一般都采用PID控制策略，因为PID控制器具有结构简单、稳定性好、稳定精度高等优点,但是常规的PID控制器的设计过分依赖于控制对象，参数鲁棒性较差，且抗负载扰动能力也不太强;而模糊控制器具有不依赖对象的数学模型，便于利用人的经验知识，鲁棒性强等优点，它能很好地克服调速系统屮模型参数变

5、化及非线性等不确定因素给系统性能带來的不利影响，但是模糊控制器具有一个较大的缺点就是稳态精度低(1°-151o因此，针对这种情况，本文把两种控制器的优点结合起来，设：-砧蜡時Rrn八恢旳IHJ1/口曰.rh工工回I舌、、占电$Z舫M调速系统屮，采用模糊PI控制器来实现系统转速的调节。1速度控制器的设计阳侦1.1确定模糊PI控制器的输入、输出变量及其他相关参数速度环节采用的模糊PI控制器选模糊口调整PI控制器，它的结构图如图1所示，PI参数的校止部分实质上就是一个模糊控制器。图1模糊自调幣PID控制器结构图速度调节器的目的是通过给定转速和BLDCM调速系统输出的实际转速进行比

6、较，通过模糊PI控制器的控制作用，输出一个电流参考信号，再通过电流调节器的调节作用，最后去控制功率开关的导通和截止，最终实现BLDCM调速系统的调速。因此，速度调节器输入量为系统转速的期望值®和调速系统的反馈转速勺，模糊控制器的输入量为转速的偏差幺和偏差变化率化，输出量即为PI参数的修正量％“，W，它们的基木论域、语言变量、模糊子集、模糊论域、量化因子和比例因子见表1。表1速度调节器模糊参数表变量e[-10001000]ec[-2COO2000]9[-5050][-0.10.1]BEC必讯翩子算[NBNMNSZOPSPMPB]卜66][-33][』6][-33]埶因子@10

7、00=0.0063^000=0.0015比例因子50/60.1/3各语言变量的隶属度函数曲线均采用三角形曲线，这不仅是因为三角形曲线形状简单、计算工作量小、可节约存储空间，也在于当输入量变化时,三角形状的隶属度函数比其他（例如正态分布）的隶属度函数具有更大的灵敏性。根据表1作出的各变量隶属度函数如图2所示。（b）EC.V%隶属度函数图2输入、输出变量的隶属度函数1.2确定PI参数模糊控制规则确定PI参数的模糊控制规则就是找出在不同时刻PI两个参数与输入幺和化•之间的模糊关系。通过在运行屮不断检测€和必，根据模糊控制