基于模糊PID的无刷直流电机控制系统设计开发.pdf

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1、第2期机械设计与制造2013年2月MachineryDesign&Manufacture77基于模糊PID的无刷直流电机控制系统设计开发李军伟，崔师，李连强，任传波，王玉海(1．山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博255049；2．一汽解放青岛汽车厂，山东青岛266043)摘要：无刷直流电机(BLDCM)是一个非线性、多变量、强耦合的系统，常规的PID控制难以达到良好的控制效果，模糊PID控制器依据模糊算法在线自整定PID参数，可弥补常规PID的不足之处，提高控制精度，取得更好的控制效果。研究了电机的双闭环控制方案，设计了转速环模糊PID控制器。采用多MOSFETS功率管并联技术实现电

2、机的驱动。在完成电机控制系统硬件和软件设计之后，进行了台架实验，并对实验曲线进行分析，验证了模糊PID控制系统良好的动态、静态性能，证明了控制方案的可行性。关键词：无刷直流电机；模糊PID控制；MOSFETS功率管并联技术中图分类号：TH16；TM33文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)02—0077—03DesignandDevelopmentofBrushlessDCMotorControlSystemBasedonFuzzyPIDControlLIJun—wei，CUIShi，LILian-qiang，RENChuan-bo，WANGYu-hai(1．Schoolo

3、fTransportationandVehicleEngineering，ShandongUniversityofTechnology，ShandongZibo255049，China；2FAWJIEFANGQingdaoAutoFactory，ShandongQingdao266043，China)Abstract：BrushlessDCMotor(BLDCM)ISanonlinear，multivariableandstronglycoupledsystem，andthecontroleffectofconventionalPIDisnotgood．FuzzyPIDcontroller

4、withonlinesettingPIDparametersCanimprovecontrolaccuracyandobtainbettercontroleffect．Thedualclosed-loopcontrolsystemwa$introducedandthe‘，yPIDcontroller伽designedtOcontrolthespeed．TheBLDCM／sdrivenbytheapplicationofParallelingofpowerMOSFETs~AfterthehardwareandSoftwareofcontrolsystemIO$&signed,theexper

5、iment珊carriedout．Theexperimentalresul~showthatthefuzzyPIDcontrolsystemhasexcellentdynamicandstaticpe咖rm吼ce，andthecontrollerisfeasibleandefficient．KeyWords：BLDCM；FuzzyPIDControl；ParallelingofPowerMOSFETs1引言2_2转速环模糊PID控制器设计转速环模糊PID控制器结构，如图1所示。给定转速n与反由于无刷直流电机具有结构简单、体积小、重量轻、免维护、馈转速n，的差值e及差值的变化率e为模糊控制器

6、的输人量，效率高等特点，这些诸多优点使无刷直流电机在航空航天、机械二者均为精确量，将它们模糊化后得到模糊量E及，由模糊控制造、汽车制造[等领域得到了广泛的应用。无刷直流电机是一个非线性、多变量、强耦合的系统，常规制规则进行推理和解模糊后得到修正参数△K、AK；、△，三个修PID控制策略的参数不能随电机运转状况的不同而变化，因此正参数可根据电机的不同运行状态自动调整，从而实现PID控制PID控制器不能提供很好的控制性能。模糊PID控制是模糊控制参数的自适应调整。和HD控制的有效结合，可以在线调整PID控制参数，提高控制精度，获得更好的控制效果。2模糊PID控制系统设计2．1双闭环控制方案无刷

7、直流电机采用转速、电流双闭环控制方案，转速环为外环，电流环为内环，转速环的输出值为电流环的给定值。转速环采图1转速环模糊PID控制器结构用模糊PID控制算法，电流环采用常规PID控制算法。Fig．1TheStructureofFuzzyPIDControllerofSpeedLoop来稿日期：2012—04—09基金项目：山东省科技发展计~ttl(2Ol1GGX10505)一智能调速系统及其在电动汽车上的应用作者简介：李