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1、2010年1月电子测试Jan.2010第1期ELECTRONICTESTNo.1基于直流伺服系统的模糊自适应控制应用邰晶，王忠庆(中北大学，山西省太原030051)摘要：在建立无刷直流电机的数学模型的基础上，针对直流电机伺服系统中存在的非线性、强耦合及结构参数变化范围大的特点进行模糊推理，实现对控制参数(Kp,Ki,Kd)的在线整定，以达到优化控制。通过MATLAB/Simulink仿真得到了与理论分析一致的实验结果，同时对模糊自适应PID控制在无刷直流电动机系统中的应用进行了仿真研究，仿真结果验证了传统的PID控制方式很难达到理想的效果，参数自整
2、定模糊PID控制优于传统PID控制，前者具有响应速度更快、超调更小、稳定性和跟踪性能更好的特点并且模糊自适应PID控制策略能加快无刷直流电动机系统的响应速度，使整个系统具有较强的鲁棒性。关键词：直流伺服系统；模糊PID控制；MATLAB仿真中图分类号:TH188;TP273文献标识码：AAppliedresearchoffuzzyadaptivecontrolbasedontheDCservosystemTaiJing,WangZhongqing(NorthUniversityofChina,Taiyuan030051,Shanxi,China)A
3、bstract:IntheestablishmentofamathematicalmodelofbrushlessDCbasedontheDCmotorservosystemfortheexistingnon-linear,strongcouplingandstructuralcharacteristicsofalargerangeofparametersoffuzzyreasoning,pairsofcontrolparameters(Kp,Ki,Kd)on-linetuning,inordertoachieveoptimalcontrol.Th
4、roughtheMATLAB/Simulinksimulationtobeconsistentwiththetheoreticalanalysisoftestresults,whilefuzzyadaptivePIDcontrolinbrushlessDCmotorsystemintheapplicationofasimulationstudy,simulationresultsvalidatethetraditionalPIDcontrolmethodisdifficulttoachievethedesiredeffect,theparamete
5、rself-tuningfuzzyPIDcontrolissuperiortothetraditionalPIDcontrol,theformerhasafasterresponse,smallerovershoot,stabilityandtrackingperformanceandbetterfeaturesandfuzzyadaptivePIDcontrolstrategycanspeedupthebrushlessDCmotorsystemresponsespeed,sothatthewholesystemhasstrongrobustne
6、ss.Keywords:DCservosystem；FuzzyPIDControl；MATLABsimulation19Design&Research2010.10引言式中：为定子各相反电动势（V）；为定子各相电流（A）；伺服系统是构成自动化体系的基本环节之一，为定子各相电压（V）；它是由若干元件和部件组成的、具有功率放大作用为定子各相绕组电阻（Ω）；的一种自动化控制系统，它广泛应用于机械制造、为定子各相绕组自感（H）。冶金、运输、国防等各个领域，它的输出量总是相当精确地跟随输入量的变化而变化，通过模糊滑模1.2电磁转矩方程控制估算无刷直流伺服系统
7、的负载扰动，目前高精无刷直流电动机的电磁转矩是由定子绕组中的度伺服系统仍有不少技术问题亟待解决，并使输入电流与转子磁钢产生的磁场相互作用产生的。定子与输出之间的偏差不超过允许的误差范围。无刷直绕组产生的电磁转矩表达式为：流电机调速系统具有时变、非线性、强耦合等特征，相比传统的控制策略虽然算法简单、快速性好、控制精度高,但在被控对象数学模型不确定或为非线1.3电机运动方程性时,通常较难满足系统要求的静、动态性能指标，因此利用MATLAB的Simulink动态系统仿真工具,式中：为电磁转矩；对BLDC控制系统进行数字仿真,建立可以大大加为负载转矩；快B
8、LDC驱动系统的开发速度。为粘滞阻尼系数；为转子及负载的转动惯量。1无刷直流电机的数学模型2模糊PID控制器的设计与实现1
