基于模糊優(yōu)化的PID直流無(wú)刷電機控制
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本文采用Matlab／Simulink搭建仿真模型實(shí)現BLDCM的整個(gè)系統控制。本文將根據上述的電機數學(xué)模型建立BLDCM的仿真模塊。
BLDCM控制系統采用轉速和電流環(huán)雙閉環(huán)調速。轉速外環(huán)由模糊PID調節器進(jìn)行優(yōu)化控制，電流內環(huán)采用三角波比較調節，而不采用滯環(huán)比較控制，從而抑制由于開(kāi)關(guān)頻率不恒定而產(chǎn)生的大量開(kāi)關(guān)噪聲。整個(gè)系統包括BLDCM本體模塊，電壓逆變器模塊，速度PI控制模塊，電流控制及PWM信號產(chǎn)生模塊。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/162874.htm
整個(gè)系統仿真框如圖4所示，其中模糊控制采用Simulink中含有的模糊控制模塊進(jìn)行設計，PID模塊部分將分別對加入模糊PID控制器和未加入模糊的PID控制器進(jìn)行仿真實(shí)驗。
4 仿真結果與分析
為驗證模型的正確性，將對仿真模型進(jìn)行仿真。BLDCM的參數如下：額定電壓ucd=450V，轉動(dòng)慣量J=8．0×10-4N·m2，定子電阻r=2．8 75 Ω，定子電感Ls=8．5x10-3H，互感Lm=0．37×10-3H，極對數nb=4，反電動(dòng)勢系數ke=0．1805 V／(rad·s-1)。
為了驗證所設計的BLDCM的控制系統的仿真模型的靜、動(dòng)態(tài)性能，在0．3s給電機加入負載，測得轉速穩定下模糊PID控制下和一般PID控制下A相轉速、轉矩和電流仿真曲線(xiàn)如圖5所示。
由仿真圖可看出，加入模糊PID控制器的系統在參考轉速下，與一般PID控制器系統相比系統相應快速而平穩，轉速超調量明顯降低；加入負載后轉矩脈動(dòng)比較小，且回到正常轉速的時(shí)間也較短；相電流的波形也較為理想。
5 結論
在分析了無(wú)刷直流電動(dòng)機數學(xué)模型的基礎上，提出一種基于模糊PID控制器的控制系統仿真建模方法，采用轉速和速度雙閉環(huán)控制方法對該建模方法進(jìn)行了測試，仿真試驗結果表明：與一般PID控制器控制的直流無(wú)刷電動(dòng)機系統相比，經(jīng)模糊PID控制器控制的系統反應能力更快，調節精度更高，穩定性能更好。另外，本仿真實(shí)驗也表明，這種控制方法適合機器人關(guān)節控制所需要的準確度和精度，為作者下一步基于TI公司TMS28系列的DSP機器人關(guān)節控制器的設計奠定了基礎。
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