基于遺傳算法的無刷直流電機自適應(yīng)模糊控制.pdf

1、無刷直流電機有體積小、功率密度高、結(jié)構(gòu)簡單以及較好的調(diào)速性能等優(yōu)點，在工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。采用智能控制算法使系統(tǒng)具有較高的控制精度和穩(wěn)定性是近年來研究的熱點。
　　由于無刷直流電機是一個多變量、強耦合的非線性系統(tǒng)，傳統(tǒng)的 PID控制方法很難對其進行精確控制。自適應(yīng)控制算法對參數(shù)的辨識和電機狀態(tài)的估計都是基于線性模型的，很難滿足對電機控制精確性和實時性的要求。模糊控制不要求掌握被控對象的精確模型，但是模糊規(guī)則的選取優(yōu)化和模糊變

2、量隸屬度函數(shù)的確定還存在不足。遺傳算法可以高效率地接近全局最優(yōu)解或得到最優(yōu)解，并且避免陷入局部最優(yōu)解。本文將模糊控制、遺傳算法、PID控制和自適應(yīng)控制相結(jié)合，設(shè)計了基于遺傳算法優(yōu)化的模糊自適應(yīng)PID控制器。
　　本文簡要介紹了無刷直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，分析了它的數(shù)學模型，并建立了無刷直流電機的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。將遺傳算法優(yōu)化的模糊自適應(yīng)PID控制器應(yīng)用到外環(huán)轉(zhuǎn)速環(huán)，內(nèi)環(huán)采用 PI控制器。在 Matlab2010b/Simul

3、ink環(huán)境下搭建了無刷直流電機雙閉環(huán)控制的仿真模型，包括電機本體主回路模塊、電流采樣模塊、邏輯換相模塊、速度環(huán)模塊以及電流 PI控制器模塊。仿真結(jié)果表明基于遺傳算法優(yōu)化的模糊控制器，系統(tǒng)具有上升時間短，無超調(diào)，穩(wěn)態(tài)誤差小等優(yōu)勢，具有較強的魯棒性和自適應(yīng)性。另外，本文提出遺傳算法同步優(yōu)化模糊控制器和遺傳算法分步優(yōu)化模糊控制器兩種方法。兩種優(yōu)化方法都能改善無刷直流電機的性能，只是遺傳算法同步優(yōu)化模糊自適應(yīng) PID控制器，雖然能夠獲得隸屬度函