基于分段模糊控制的直流电动机调速系统.pdf

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1、2013年6月机床与液压June2013第4l卷第11期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．11DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．11．024基于分段模糊控制的直流电动机调速系统董育亮，朱张青(1．安徽农业大学工学院，安徽合肥230036；2．南京大学控制科学与工程系，江苏南京210093)摘要：针对直流电动机在宽范围、频繁调速环境中，速度控制易超调不稳定的问题，提出并设计了一种分段模糊控制器，对模糊输入量设置不同论域，将电机速度分段且每段使用独立控制规则库，系统会根据调

2、速量动态地选择相适应的模糊控制器。并在MATLAB／Simulink中建立直流电动机调速系统仿真模型，仿真实验表明：在直流电动机调速系统中，分段模糊控制器具有调速精度高、目标响应快、稳定性好的优点。该方案有效地提高了直流电动机控制精度。关键词：直流电机；调速；分段模糊控制；仿真中图分类号：TM921．I；TP273+．4文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)11—089—4DirectCurrentMotorTimingSystemBasedonPiecewiseFuzzyControlDONGYuliang，ZH

3、UZhangqing(1．SchoolofEngineering，AnhuiAgriculturalUniversity，HefeiAnhui230036，China；2．DepartmentofControlScienceandEngineering，NanjingUniversity，NanjingJiangsu210093，China)Abstract：Tosolvetheproblemofovershotandinstabilityinthefrequent＆widerangetimingsystemofdirectcur

4、rentmotor．apiecewisefuzzycontrollerwasdesigned．Itwasdescribedthataccordingtothedifferentspeed，thetimingsystemdynamicallychosethefuzzycontrollerbysettingdifferentdomainsofinput，segmentingandusingseparaterulebasesforeachinput．ThesimulativemodelofDCtimingsystemwascreated

5、inMATLAB／Simulink．Thesimulationresultsshowthattherearesomeadvantagesinpiecewisefuzzycontrollersuchashighprecision，fastresponseoftargetandstrongrobust．TheaccuracyofDCmotorspeedcontrolisefectivelyimprovedinthispro~am．Keywords：DCmotor；Timingsystem；Piecewisefuzzycontrol；S

6、imulation工业实际生产环境中，多数设备采用的是交流传宽、精度要求更高的应用场合，因为控制器输入量模动，但是某些特殊场合中，直流电动机传动仍然是不糊论域大小的限制，会使得输入量与控制规则映射不可替代的，例如经常需要动态移动的军用设备，更常完全而影响控制精度一，因此常规模糊控制器有着见的就是生活中的电动自行车，再比如那些调速范围改进的地方。宽、精度要求高的场合。这些场合的系统中都采用了作者所设计的分段模糊控制器很好地解决了这些直流电动机传动，转速易控制，调节精度高，且起动问题。分段模糊控制器是基于常规模糊控制器原转矩大，在大范

7、围内可以实现平滑调速，这些都是直理，对模糊输入量论域进行分段处理，每段独立使流电动机传动最显著的特点。如何使控制精度更高、用控制规则库，系统再动态地选择不同速度下所对应稳定性更好、超调量更小，也是如今研究颇多的课的常规模糊控制器，这些独立模糊控制器的输入输出题。静态性能好、动态响应快、抗干扰能力强的转速量论域范围都与调速量采用了相对应设计，使得控制电流、双闭环调速系是如今应用最多的直流电规则库利用率大大提高，很好地解决了输入量与控制动机调速系统，该系统多采用PI调节器控制，但规则映射不全的问题，从而使得系统控制精度也得到实际模型大

8、都是非线性系统，建模时会存在数学模型了提高。在宽范围、高精度应用场合下，相比只用一不确切的因素，且PI控制器、参数整定耗时较个输入量论域和控制规则库的常规模糊控制器，分段多，在线调节参数也使得系统不能实时正确地跟随环模糊控制器有着明显优势。境的改变