传感与控制电机调速的模糊微机化控制系统.pdf

电机调速的模糊微机化控制系统 张晓明1 冯素梅2 杨治平3 1（沈阳工业大学信息科学与工程学院 沈阳 110023） 2（重庆师范大学图书馆信息咨询中心 重庆 400047） 3（重庆师范大学现代教育技术系 重庆 400047） 摘要：电机调速过程受负荷变化和系统扰动的影响，使得速度控制过程表现出不确定性，它的精确的数学模型很难构建，基于数 学模型的参数化控制算法也很难实施。本文给出了一种针对电机调速过程的有效的控制算法。采用 Tacagi-Sugeno 分段模糊化再 进行连接的方法，用局部的模糊线性模型拟合来代替整体的非线性模型，完成了模糊模型辨识；并基于此给出了模糊控制算法， 使得电机的输出速度保持动态稳定。实际运行结果表明，所给的控制方案适合于电机调速过程的有效控制。 关键词：电机调速；不确定过程；模糊化拟合；模糊自适应控制。 中图分类号：TP 273.2 文献标识码：A 1 电机调速的微机化控制系统结构 电机调速的微机化控制系统如图 1 所示，系统的主控制器是由工业 PC 系统组成的，PC 系统中包括了PC BUS 和相关的接口，在 CPU 的芯片中固化了模糊自适应控制算法程序，微机化控制系统中还有控制电路和完 成数据采集的传感器以及受控对象 DC 电机。 控制系统的工作过程是，传感器实时采集 DC 电机的速度变化参数，通过接口板送到PC BUS 上，主控制 器 CPU 中的模糊控制器根据采集的数据进行参数辩识和模糊控制，并将控制信号通过接口输出到控制电路， 再由主控制电路输出的脉冲调宽信号 PWM 波，经过相辅的数字逻辑电路就可实现对直流力矩电机正反转的控制， 同时还可以对流过电机的控制电流的大小进行定量控制，以实现对电机速度的有效控制。 主控制器 接口板 控制电路 DC 电机 模糊控制器 工业 PC 系统 windonws xp 接口板 传感器 图 1 直流力矩电机模糊自适应控制的微机化控制系统 2 模糊自适应控制算法 2.1 自适应控制律 在自适应控制中由最小方差控制律 [1]，有 e(t +1) F(Z−1 )e(t) +G(Z−1 )∆u (t) （2. 1） 式中F (Z −1 ) ，G(Z −1 ) 为控制器的控制参数多项式： −1 −1 −n F(Z ) f +f Z +⋅⋅⋅+f Z (2.2) 0 1 n −1 −1 −m G(Z ) g +g Z +⋅⋅⋅+g Z (2.3) 0 1 m （2.1 ）式也可写成向量的形式 T ˆ e(t) ϕ (t −1)θ(t −1) (2.4 ） 其中向量