基于模煳优化的PID直流无刷电机控制.pdf

第 l8卷 第 6期 电子设计工程 2010年 6月 V01．18 No．6 ElectronicDesignEnginee June．2010 基于模糊优化的PID直流无刷 电机控制 陈 伟，周小波，王群京 (安徽大学 电子与科学技术学院，安徽 合肥 230039) 摘要 ：为抑制无刷直流 电动机的高度非线性和大量随机扰动 ，根据模糊优化 的PID控制方法设计多变量的无刷直流 电机(BLDCM)的控制方案。该控制方案采用模糊算法在线 自动整定传统的PID参数．可用来设计多 自由度机器人手 臂关节控制器。详细阐述系统的组成和运行模式 。实验结果表 明，该控制方案使系统的响应时间和 以前相比缩短 50％，超调量 降低 5％，转矩扰动减小30％，更能有效地提高系统控制的精确度、柔韧性和鲁棒性 。 关键词：无刷直流 电机 ；模糊控制 ；双闭环控制 ；仿真工具 中图分类号：TM33 文献标识码 ：A 文章编号 ：1674—6236(2010)06—0146—04 PID brushlessDC mOtOrcontrolsystem basedonfuzzyaptimized CHENWeiZHOUXiao-bo，WANGQun-jing (SchoolofElectronicScienceandTechnology，AnhuiUniversity，Hefei230039，China) Abstract：Inordertorestrainthehish—degreenonlinearandexcessiverandom perturbation，thispapersuggestedamethod basedonfuzzylogicaloptimizedPIDcontrollertomanipulateamulti—variablebrushlessDCmotor(BLDCM)．Fuzzyalgorithm WaSusedtoauto-adjusttlletraditionalPIDparameterson．1ine．Thismethodcouldbeappliedinthefieldofmulti．DOFrobot jointcontroller．Inthispaper，thesystemcompositionandoperationmodeweredescribed．Theexperimentalresulthasbeen demonstratedthat山esystem responsetimewasreduced50％，theovershootWas decreased5％ andthetorquedisturbna ce WaSdropped30％．Thisconrtolmethodismoreeffectivetoimprovetheaccuracyofsystem control，flexibilityandrobustness． Keywords：brushlessDCmotor；fuzzycontrol；bi—closedloopcontrol；simulationtool 无刷直流 电动机克服 了普通直流 电动机 以机械方式换 绕组的 自感和互感为常数 。考虑到三相绕组为星形连接 向。特别适合利用 电子控制器件进行灵活控制，目前在机器 b+=0，因此 矗+三 b+Lmo／=0；三相绕组的端 电压平衡方程 引【： 人关节控制等高精度的自动化仪器中应用尤为普遍。比较典 型的控制算法是采用传统的比例一积分一微分 (PID)控制器进 行控制。然而 ，PID控制器 的性能完全取决于对其增益参数 的 Ua10]i[．]+fLL÷羔￡Plf]+1+『f1 调节 。近年来 ，人们也提出用人诸如神经 网络算法l11、遗传算