模糊自适应PI控制在直流无刷电动机调速系统的应用.pdf

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1、功能都件模糊自适应PI控制在直流无刷电动机调速系统的应用胡发焕①唐军①邱小童②(①江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000；②江西理工大学应用科学学院，江西赣州341000)摘要：在分析直流无刷电动机的工作原理和数学模型的基础上，提出基于速度环和电流环的双环控制模式，在速度环中采用模糊自适应PI控制方式，在电流环中采用传统的PID控制方式。实验表明。与传统PID控制方式相比，采用模糊自适应PI控制，在负载或参数发生变化时，具有转速波动更小、鲁棒性更强的特点，是一种更优越的控制方法。关键词：模糊自适应控制直流无刷电动机PI控制器智能控制中图分类号：TM

2、33文献标识码：AApplicationoffuzzyself-adaptionPIcontrolonbrushlessDCmotorspeedregulatingsystemHUFahuan，TANGJun，QIUXiaotong②(①SchoolofMechanical&ElectricalEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，Ganzhou341000，CHN；~FacultyofAppliedScience，JiangxiUniversityofScienceandTechnolog

3、y，Ganzhou341000，CHN)Abstract：BasedonanalyzingtheprincipleandmathematicalmodelofthebrushlessDCmotor，thepaperproposesacontrolmodelonthebasisofspeedloopandcurrentloop，self-adaptionfuzzyPIcontrolmodelisa—doptedinthespeedloop，andtraditionalPIDcontrolmodelisusedinthecurrentloop．Itisshow

4、edthatwhentheloadorparametersvary，comparingtotraditionalPIDcontrolmodel，theself-adaptionfuzzyPIcontrolmodelgetslessfluctuationandbetterrobustness．Keywords：Self-adaptionFuzzyControl；BrushlessDCMotor；PIController；IntelligentControl目前直流无刷电动机(BLDCM)广泛应用于航空1工作原理及数学模型航天、军事、工业、医疗机械等诸多领域。

5、BLDCM是一个多变量、强耦合、非线性、时变的复杂系统1j，当系直流无刷电动机主要由电动机本体和转子位置传统负载或参数发生变化时，传统的PID控制将难以达感器两部分组成。在电动机本体上安装1台同步电动到设计的预期效果。对这类高度非线性的系统，采用机，转轴上装有转子位置监测器，以测量转子磁极与旋智能控制方法可获得更理想的效果，它具有提高系统转磁场的相对位置，为驱动电路提供参照信号。无刷的响应速度、稳定性和鲁棒性的能力。模糊控制是智电动机为了实现无刷换相，把直流电动机的电枢绕组能控制中最常用的方法之一，它不依赖于控制系统的放在定子上，把永磁钢放在转子上，这与传

6、统直流永磁精确数学模型，且对系统参数的变化不敏感，具有快速电动机的结构正好相反。由位置传感器、逻辑控制电性及鲁棒性强的特点，适合BLDCM控制系统的要求。路及功率开关电路共同组成换相装置，使直流无刷电本文即采用应模糊自适PI控制的模式实现对BLDCM动机在运行过程中，由定子绕组所产生的磁场与转子的控制。自身的永久磁场在空间始终保持约120。的电角度，从国家自然科学基金(51104067)FunclioUnjIs功能都件一，它具有不依赖于控制系统的精确数学模型，对系统参数的变化不敏感，具有快速性及鲁棒性强的特点，很适合BLDCM控制系统的要求。本文即采用模糊

7、自适应PI对其进行速度控制。在直流无刷电动机控制系统设计中，本文采用双闭环控制：速度环和电流环。在㈤]电流环控制器中，采用传统的PID控制即能达到满意的效果；为了提高系统的响应速度和改善控制效果，对速度环采用基于模糊控制理论的模糊自适应PI控制，其系统框图如图1所示。3模糊控制器的设计模糊控制器由模糊规则库、模糊推理机、模糊化接口和解模糊化接口4部分组成。本文设计的模糊控制器是双输入、双输出模式，其构成如图2所示。其输入为电动机的转速偏差e和转速偏差变化率e，输出为参数K、。模糊控制器的输入量偏差e和偏差变率e必须经模糊化后，才能成为模糊推理机的输入量。模

8、糊推理机根据模糊关系推理合成规则U：(EXEc)·R计算出输出量，