基于模糊PID控制的无刷直流电机调速

摘要：传统的PID对控制参数难以整定,无法满足无刷直流电机(BLDCM)调速系统对快速性、稳定性的要求,但自适应模糊PID能实时修正参数,更快的达到系统要求。利用无刷直流电机的数学模型和转速的传递函数,构造了无刷直流电机调速系统的仿真模块。同时将模糊PID参数自适应控制器引入无刷直流电机控制系统中,根据系统输出误差和误差变化率实时整定PID参数,完善了PID控制器的功能,仿真结果表明,该方法比传统PID控制器具有更快的动态响应和更小的超调。10940
关键词无刷直流电机;模糊PID控制;脉冲宽度调制;电机调速
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Brushless DC motor speed control based on fuzzy PID control
Abstract
Traditional PID is not efficient in tuning control parameters. It can not satisfy the requirements of fast speed and stability for BLDCM system. Self-adaptive fuzzy-PID can real-time adjust parameters and thus enable the system to achieve faster response. Modules for simulating the speed regulating system of BLDCM were constructed on the basis of the mathematical model of BLDCM and the transfer function of the rotating speed. The fuzzy PID parameters of self-adaptive controller were introduced to the speed regulating system. The function of PID controller was improved according to the error and its variety rate. The simulation results show that self-adaptive Fuzzy-PID control has faster dynamic response and smaller over-shoot compared to the classical controller.
Keywords BLDCM; Fuzzy PID Control; PWM;Speed Control
目次
1 引言1
1.1课题背景1
1.2无刷直流电机发展历程1
1.3无刷直流电动机的特点及应用2
1.3.1无刷直流电动机的特点2
1.3.2无刷直流电动机的应用2
1.4无刷直流电动机调速控制策略发展3
2无刷直流电机的基本原理4
2.1 无刷直流电机系统的组成4
2.1.1 电机本体4
2.1.2 位置检测器5
2.1.3 逆变器和控制器6
2.2 无刷直流电机的运行原理7
2.3 三相无刷直流电动机的数学模型10
2.3.1 电压方程10
2.3.2 转矩方程10
2.3.3 运动方程11
3 自适应模糊PID控制器设计12
3．1模糊控制的发展概况12
3.2 模糊控制器的设计及仿真12
3.2.1 模糊控制器的设计12
3.2.2 模糊控制规则表14
4 无刷直流电机调速的仿真16
4.1 无刷直流电机本体模块19
4.2 电压逆变模块22
4.3电流滞环模块23
4.4 参考电流模块24
4.5模糊PID速度控制模块26
5仿真结果分析27
结论34
致谢35
参考文献36
1 引言（或绪论）
传统PID控制原理简单,使用方便、适应性强,可以广泛应用于各种工业过程控制领域。但是传统的PID控制器也存在一些缺点,如:参数调节需要一定过程;最优参数选取比较困难,对一些系统参数会变化的过程PID控制无法有效地对系统进行在线调节,严重影响了控制效果[1]。通过在无刷直流电机调速系统中,采用自适应模糊PID控制,能够在线实时修正参数,使控制器适应被控对象参数的任何变化,经对其进行仿真验证后,结果表明自适应模糊PID控制系统的性能得到了明显的改善。
1.1 课题背景
永磁无刷直流电机控制系统是一种新型调速系统，该系统具有良好的运行、控制及经济性能，显示出巨大的发展潜力。其应用从最初的军事工业，向航空航天、医疗、信息、家电以及工业自动化领域迅速发展。尤其值得指出的是，我国稀土资源丰富，稀土磁钢生产己达到国际水平，如果充分利用和发挥我国在这方面的优势，大力发展稀土永磁电机，形成无刷直流电机(Brushless DC Motor，简称BLDCM)系列产品，将对提高我国机电产品在国际市场的竞争力具有战略意义。本文正是考虑到这一点，对无刷直流电机的控制技术与控制方法进行研究。基于模糊PID控制的无刷直流电机调速:http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_10185.html