基于微粒群算法的模糊PID的無刷直流電機控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來，由于無刷直流電機其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性強、調(diào)速性能好以及抗電磁干擾等特點，被廣泛地應(yīng)用在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。而圍繞著無刷直流電機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定以及電機的轉(zhuǎn)矩脈動問題成為人們關(guān)注的問題。采用智能控制算法提高電機的穩(wěn)定性已經(jīng)成為研究的熱點。
　　由于無刷直流電機自身的特點，傳統(tǒng)的PID控制難以達到它的控制要求。于是模糊控制、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、微粒群等智能控制算法被提出。模糊控制不需要對被控對象建立精確的數(shù)學(xué)模型，它是將數(shù)值轉(zhuǎn)化為

2、模糊語言變量，適用于非線性、時變不完整的控制系統(tǒng)。其具有較好的容錯性、魯棒性和適應(yīng)性，但是模糊控制的規(guī)則全憑專家經(jīng)驗，很難優(yōu)化控制規(guī)則和隸屬度函數(shù)。而微粒群優(yōu)化算法能夠在線調(diào)整模糊控制器的參數(shù)，彌補模糊控制的不足，能夠快速的搜索到全局最優(yōu)解，收斂速度快。本文將微粒群優(yōu)化算法與模糊PID控制相結(jié)合，設(shè)計出了基于微粒群優(yōu)化的模糊自適應(yīng)PID控制器，并將之應(yīng)用在無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)中。
　　本文從無刷直流電動機的基本工作原理出發(fā)，介紹了

3、它的數(shù)學(xué)模型，采用了雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，將微粒群算法與模糊算法應(yīng)用于系統(tǒng)中，構(gòu)成由微粒群優(yōu)化的模糊PID控制器組成的速度外環(huán)和由電流滯環(huán)控制器組成的電流內(nèi)環(huán)，實現(xiàn)無刷直流電機運行的可靠性和穩(wěn)定性。為驗證算法的可行性，在MATLAB中搭建系統(tǒng)仿真模塊，由電機本體模塊，電流計算模塊、速度控制模塊和逆變電路模塊共同構(gòu)成了雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。詳細介紹各模塊的作用。分析電機的啟動、減速、負載情況下，系統(tǒng)的響應(yīng)曲線情況，以及電流、電壓、轉(zhuǎn)矩的仿真曲線。最后