基于模糊控制的直流無(wú)刷電機調速系統

摘 要：本文介紹了一種基于參數自調整的模糊控制單片機直流無(wú)刷電動(dòng)機調速系統。系統采用高性能的八位嵌入式單片微處理器PIC16C63，使硬件結構簡(jiǎn)潔、可靠；采用參數自調整模糊控制器，使系統具有較高的控制精度和良好的魯棒性。

關(guān)鍵詞：參數自調整模糊控制；嵌入式單片微處理器；直流無(wú)刷電機調速系統

引言

    傳統PID控制的電機調速系統技術(shù)成熟，結構簡(jiǎn)單，較穩定可靠，應用較為廣泛，但也存在一些缺點(diǎn)，例如無(wú)法有效地克服傳動(dòng)對象和負載參數的大范圍變化以及非線(xiàn)性因素對系統造成的影響，因而不能滿(mǎn)足高性能和高精度的要求。隨著(zhù)模糊控制技術(shù)的成熟，應用越來(lái)越廣泛，人們也開(kāi)始將它應用于電機調速中。使用模糊控制技術(shù)后，能充分利用其非線(xiàn)性結構自尋優(yōu)等各種功能，從而顯著(zhù)提高系統的魯棒性（robustness）。此外，由于不需要建立被控對象的精確數學(xué)模型，系統的設計也變得較為簡(jiǎn)便。本文研究的這種新型電機調速系統，用模糊控制器替代傳統的PID調節器，能明顯改善系統的穩態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，有較好的控制效果[1]。

系統硬件結構

    系統硬件結構如圖1所示。系統主要由單片微機PIC16C63、顯示器、整流電路、直流變換、斬波電路、轉速檢測電路、直流無(wú)刷電動(dòng)機（額定電壓48V，額定轉速2000r/min）等組成。

　　PIC16C63是MICROCHIP公司的8位CMOS單片微處理器；只有35條基本指令；片內有三個(gè)多功能輸入輸出I/O口RA、RB和RC，其中RB、RC口為8位，RA口為5位，可直接驅動(dòng)LED；3個(gè)帶8位可編程預分頻器的8位定時(shí)/計數器；2個(gè)CCP（捕獲/比較/PWM）模塊，可輸出PWM信號（從RC2/CCP1和RC1/CCP2引腳輸出）；192字節通用RAM，4096