基于遗传算法的无刷直流控制器的设计.pdf

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1、基于遗传算法的无刷直流控制器的设计范蟠果，石森(西北工业大学自动化学院陕西西安710129)BasedongeneticalgorithmforBrushlessDCcontrollerDesignFANPan—guo，SHISen(CollegeofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China)摘要：针对传统PID控制的无刷直流电机调速0引言系统整定不良、性能欠佳和对运行工况的适应性差的缺点，提出一种模糊PID与基因演算相结合的控电机性能的改善一方面可以通过改进电机本体制算法，对模糊控制规

2、则进行优化，使其更加合理。结构来实现，另一个重要的途径就是采用先进的控／~-托TM$320F2812强大的软件处理能力和硬件支制策。直流无刷调速系统是一个多变量、强耦合、撑，应用于无刷直流电机调速控制系统中，并对转速非线性和时变的复杂系统。系统发生扰动时，传统和相电流进行了仿真验证。仿真实验表明，与传统的PID控制难以达到预期的控制效果，采用智能控的PID方法相比，有效地改善了系统的动静态性制可提高系统的快速性、稳定性和鲁棒性。系统采能。用模糊PID控制方法对直流电机进行速度控制，具关键词：无刷直流电机；基因演算法；模糊PID；有鲁棒性能强动态响应好上升时间快超调小的特TM

3、$320F2812点，并且采用基因遗传算法进行规则表的优化。实中图分类号：TP271验结果表明，该方法能够获得稳定的调速效果。文献标识码：B1控制器总体设计文章编号：1001—2257(2012)11—0015—04Abstract：ForthetraditionalPIDcontrolof系统框图如图1所示，以TMS320F2812[1作为brushlessDCmotorspeedcontrolsystemissetting控制核心，采用电流环、速度环的双闭环负反馈控制abad，poorperformance，pooradaptabilityofthe方法，其中电流环采用

4、传统的PI控制就可以满足控shortcomingsoftheoperatingconditions，Proposed制要求，为了使系统满足快速响应性能，速度环采用afuzzycontrolalgorithm，acombinationofPIDand模糊PID控制并引入基因演算法找到最优的控制geneticalgorithmstooptimizethefuzzycontrol参数，已达到精度高、响应快的目的。rulestomakeitmorereasonable．RelyingonofTMS320F2812powerfulsoftwareprocessingpowerandh

5、ardwaresupport，appliedtothebrushlessDCmotorspeedcontrolsystem，simulationspeedandphasecurrent．ThesimulationresultsshowthatcomparedwiththetraditionalPIDmethodtoim—provethesystemdynamicandstaticperformance．Keywords：brushlessDCmotor；geneticalgo—rithm；fuzzyPID；TM$32OF2812图1系统框图收稿日期：2012—07—10《机

6、械与电子)2012(11)速度误差E，速度误差变化率E。和输出变量K，2控制器主要硬件电路设计K，Ko都采用7个模糊语言变量来描述，表示为2．1功率驱动电路{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，模糊论域为{一6，集成电路芯片IR2130具有集成度高、可靠性一5，一4，一3，一2，一1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+高、速度快和过流欠压保护的功能，一旦发生故障，6)。考虑到控制规则设计的计算量，覆盖程度和稳将自动关断全部6路输出信道，芯片内部自举技术定性。对E，E和控制量的语言值都采用三角形隶的巧妙运用使其节约了多路辅助触发电源，降低了属度函数表示。电路设计的复

7、杂度，提高了系统的可靠性3．2模糊控制规则的优化2．2逆变电路遗传算法I2]GA(geneticalgorithm)是模拟生物逆变电路主要是将直流母线电压逆变成交流在自然环境中的遗传和进化过程而形成的一种自适电压来驱动无刷电机，由于上下桥臂功率管导通顺应全局优化概率搜索的求优算法，它首先随机产生序的不同以及导通时间长短不同，从而使电机准确一组潜在的解(称为染色体)，然后采用生物进化的换向并且能达到变频调速。功率器件选用IR公司过程(如染色体交叉、变异和淘汰等)，不惭提高解的IRF53O放大器，最大工作电流为14A，