模糊控制在永磁同步电动机伺服系统中的应用.pdf

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1、第44卷第8期电力电子技术Vo1．44．No．82010年8月PowerElectronicsAugust，2010模糊控制在永磁同步电动机伺服系统中的应用叶盛，黄守道，李高林，李镕耀(湖南大学，湖南长沙410082)摘要：结合永磁同步电动机(PermanentMagnetSynchronousMachine，简称PMSM)伺服系统的控制器实现原理及性能要求．给出了模糊PID的控制策略．使系统控制策略集PID与模糊控制的优点于～体。介绍了模糊PID控制器的原理及设计方法，结合Matlab仿真和实验结果表明，模糊PID控制提高了系统的控制精度，获得了较快的转矩响应动、

2、静态性能以及抗干扰性能．可满足控制系统高性能的要求。关键词：永磁同步电动机：模糊控制：速度环优化控制；伺服系统中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：1000—100X(20lO)O8—0064—02TheApplicationofFuzzyControlinPMSMServoSystemYESheng，HUANGShou-dao，LIGao—lin，LIRong—yao(HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：FuzzyPIDcontrolstrategyisappliedcombiningwiththep

3、rincipleandtheperformanceofpermanentmagnetsyn—ehronousmachine(PMSM)seI~Osystem，theadvantagesofPIDandfuzzycontrolareintegratedinthecontrolsystem．ThepaperpresentstheprincipleanddesignmethodoffuzzyPIDcontroller．ThesimulationofMatlabandlaboratoryresultsshowthatthesystemachieveshighprecisio

4、nandrapidtorqueresponse，andthedynamic，staticperformanceandanti-jammingperfor-manceofthesystemareensuredbyadoptingthefuzzyPIDcontrolandfulfillthesystemrequestwithhighperformance．Keywords：permanentmagnetsynchronousmachine；fuzzycontrol；speedringoptimizecontrol；sergosystem1引言泛应用的二维模糊控制器『3_

5、，其一个输入变量是电永磁同步电机(PMSM)具有强耦合、参数时变、非机输出转速反馈值与给定转速间的误差E．另一个线性等特点．且系统运行时受到不同程度的干扰，因输入变量是转速误差的变化率EC．即单位时间内此很难满足现代工业对高性能PMSM伺服系统的控转速误差的差值。输出端设计为多输出，由于模糊制要求，尤其在精度、可靠性等性能上f1】。PMSM伺服PID控制器是在传统PID控制的基础上加入了模糊系统是一个包含电流(转矩)环、速度环和位置环的三控制，故只需在传统PID调节参数的基础上稍作修闭环控制系统。采用矢量控制可改善系统内部电流正即可，于是取传统PID控制器的3个参数

6、P，I．D(转矩)环的性能回。位置环和速度环实现系统的精确的修正值AK。，△K，作为模糊控制器的输出。定位和对输入信号的快速跟踪。速度控制器研究较多2．2确定隶属度函数的控制策略有神经网络控制、滑模变结构控制、多种记E，EC，AK，AKi，△的模糊变量为e，ec，k，控制策略的复合控制等．其算法都比较复杂．不利于ki,k。模糊子集为{NB(负大)，NM(负中)，NS(负小)，电机数字化控制的实时性。模糊控制采用以系统误zo(零)，PS(正小)，PM(正中)，PB(正大)}。选择输入差和误差变化为输入语句变量的二维模糊控制器结量e。ec隶属度函数为高斯型．e的中间密以

7、增加稳构形式．能够处理受控对象的不确定特性．具有实现态精度：输出，，k的隶属度函数为三角形。方法简易、运算快速、实时性强等特点，系统能够获2．3模糊控制规则的确定得良好的动态特性，但静态特性不能令人满意。将模模糊控制规则由一系列关系词连接而成，最常糊控制与PID控制相结合，设计模糊PID速度控制用的关系词有if-then，also，or和and，根据应用中的器．使系统既具有模糊控制灵活而适应性强的优点，经验，确定各输出量与输入量的模糊控制规则分别又具有PID控制精度高的特点。系统仿真及实验结如表1～3所示。模糊推理合成规则遵循极大．极小合果表明该控制策略具有良好