无刷直流电机双闭环模糊自适应控制方法研究

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1、ELECTRICDRIVE2012Vo1．42No．7电气传动2012年第42卷第7期无刷直流电机双闭环模糊自适应控制方法研究李实求，郝帅，马旭，程咏梅(西北工业大学自动化学院，陕西西安710072)摘要：在分析无刷直流电机数学模型的基础上，提出了一种双闭环模糊自适应控制方法。该控制系统是以电流环作为内环，采用传统的PI控制；转速环作为外环，采用PI控制与模糊控制相结合的方法，即模糊自适应控制方法。以速度误差及速度误差变化率作为模糊控制器的输入，大偏差时采用模糊控制，以增强系统的响应速度和鲁棒性；小偏差时采用传统的PI控制，使系统稳态无误差。仿真实验结果表明，相比于传统的P

2、I控制系统，模糊双闭环自适应控制系统具有良好的动、静态特性，以及较强的鲁棒性。关键词：无刷直流电机；双闭环系统；模糊自适应控制中图分类号：TP391文献标识码：AStudyofDoubleClosedLoopsFuzzyAdaptiveControlMethodofBrushlessDirectCurrentMotorLIShi—qiu，HAOShuai，MAXu，CHENGYong—mei(CollegeofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072。Shaanxi。China)Abstract：B

3、asedonthemathematicalmodelofbrushlessdirectcurrentmotor，doubleclosedloopscontrolmethodwasproposed。CurrentloopistheinnerloopofsystemandPIcontrolisadoptedSpeedloopistheouterloopandPIcontrolcombinedwithfuzzycontrolisadopted，thatisfuzzyadaptivecontro1．Takespeeder—rorandspeederrorderivativeasth

4、einputoffuzzycontroller．Fuzzycontrolstrategyisadoptedtoenhancethesystemresponsespeedandrobustnesswhenthespeederrorisbig．PIstrategyisadopted1：0makethesystemhavenosteady-stateerrorwhenthespeederrorissmal1．Simulationandexperimentalresultsshowthatdoubleclosedloopsfuzzyadaptivecontrolsystemhasg

5、ooddynamicandstaticperformance，andstrongrobustnesscomparedwithtraditionalPIcontrolsystem．Keywords：brushlessdirectcurrentmotor(BLDCM)；doubleclosedloopssystem；fuz：,yadaptivecontrol限性。可归纳为以下2点：一是PI控制是一种线1引言性控制，对于非线性系统来说该方法的控制效果无刷直流电机是随着电力电子技术、微电子无法令人满意；二是PI控制抗干扰能力差，鲁棒技术、控制理论以及稀土永磁材料的发展而出现性不强。

6、在BLDCM调速系统，由于各种扰动的的一种新型电机。它不仅具有直流电机运行效率存在，电机参数和负载都可能随时发生变化，而且高、调速性能好以及控制方法简单的优点，还具有系统中存在着非线性环节，因此使用传统的PI控交流电机结构简单、运行可靠以及维护方便等特制无法得到很好的静、动态控制效果。点。目前，它广泛应用于航空航天、工业机器人、针对传统BLDCM所使用PI控制的问题，本医疗器械、仪器仪表及家用电器等领域_】]。文提出了模糊双闭环自适应控制方法。并利用传统的BLDCM调速系统通常采用双闭环Matlab仿真软件搭建了整个调速系统的仿真模型，PI控制。虽然PI控制具有结构简单、稳

7、定性好仿真实验表明，本文提出的控制方法比传统的PI以及控制方法简单等优点，但是该方法也存在局控制有着更强的鲁棒性，以及良好的动、静态特性。基金项目：航空科学基金资助项目(20100853010)作者简介：李实求(1963一)，男，博士，Email：lishiqiuO00@163．corn61电气传动2012年第42卷第7期李实求，等：无刷直流电机双闭环模糊自适应控制方法研究响应，使输出电流跟踪给定电流的变化，保证其电2BLDCM的数学模型及控制原理流的快速跟随性。3)驱动电路部分采用PWM调制方式，通过给定电流值与