永磁同步直线电机模糊pid控制与仿真试验

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1、2011年3月机床与液压MaL2011第39卷第5期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．39No．5DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．05．036永磁同步直线电机的模糊PID控制及仿真试验孙华，张涛。(1．西华大学机械工程与自动化学院，四川成都610039；2．电子科技大学机电学院，四川成都611731；3．平高集团有限公司，河南平顸山467000)摘要：针对传统PID控制及模糊控制在永磁同步直线电机控制上的不足，建立永磁同步直线电机的数学模型，并设计模糊PID控制器用于控制直线电机的速度；通过

2、Matlab对永磁同步直线电机控制系统进行仿真，比较传统PID速度控制与模糊PID速度控制的控制效果。结果表明，模糊PID控制效果优于传统PID控制。关键词：模糊PID控制；PID控制；永磁同步直线电机；仿真中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：100l一3881(2011)5—108—3FuzzyPIDControlandSimulationExperimentonPermanentMagnetLinearSynchronousMotorSUNHual1．ZHANGTao(1．SchoolofMechanicalEngineering

3、andAutomation，XihuaUniversity，ChengduSichuan610039，China；2．UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，ChengduSichuan611731，China；3．PinggaoGroupCo．，Ltd．，PingdingshanHenan467000，China)Abstract：FocusingontheshortagesoftraditionalPIDcontrolandfuzzycontrolonpermanentmagnet

4、linearsynchronousmotor(PMLSM)，themodelofPMLSMwasbuilt，afuzzyPIDcontrollerwasdesignedtocontrolthespeedofPMLSM，andasimulationex—perimentwasmadetocomparetheeffectsoftraditionalPIDcontrolandfuzzyPIDcontro1．ThesimulationresultsverifythatfuzzyPIDcontrolissuperiortOPIDcontro1．Keywo

5、rds：FuzzyPIDcontrol；PIDcontrol；Permanentmagnetlinearsynchronousmotor；Simulation自20世纪90年代以来，直线电机凭借其结构简控制效果。单、定位精度高、随动性好、工作安全可靠、寿命长1永磁同步直线电机的数学模型等优点，被广泛应用物流系统、工业加工与装配、信不考虑磁路饱和忽略端部效应，根据直线电机息及自动化系统、交通与民用以及军事等领域。在数d-q轴模型的电压平衡方程和运动学方程可得“：控机床及机器人等机电控制系统中，最常用的是常规直轴电压平衡方程为：PID控制，因为其具

6、有原理简单、使用方便、稳定性和鲁棒性好等特点。但是其难以控制强非线性、时变等埘d=ud+(1)和机理复杂的过程，而且参数在线调整困难。而模糊交轴电压平衡方程为：控制虽能够对复杂的和难以建模的过程进行简单而有效的控制，但由于其不具有积分环节，因而很难消除￡鲁删=u一LPvid(2)静态误差，尤其在变量分级不够多的情况下，常常在电磁推理方程平衡方程为：平衡点附近产生小幅震荡。作者把模糊控制技术与F=K[fi+(d—L)iai](3)PID控制相结合，设计了模糊PID控制器，对直线电机械运动平衡方程为：机进行控制，这样既具有模糊控制灵活而适应性强的m

7、=F一F一Bv(4)优点，又具有PID控制精度高的特点，从而实现对复杂控制系统和高精度伺服系统的良好控制效果；并对式中：MMq、id、iq、L、L分别为直、交轴电压、模糊控制器进行了详细设计，最后通过Matlab仿真电流及电感，对直线电机L：L。=；P为极对数；R并进行分析，结果表明模糊PID控制能够获得更好的为电枢电阻；为定子磁钢在电枢中的耦合磁链；收稿日期：2009—12—16基金项目：国家科技重大专项(2009ZX04001-013-04)作者简介：孙华(1979一)，男，博士研究生，研究方向为先进制造技术。电话：13438097045，

8、E—mail：sunhua3654711@yahoo．corn．an。第5期孙华等：永磁同步直线电机的模糊PID控制及仿真试验·109·=P为反电势系