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文檔簡介
1、直線電機因為其特有的性能,現(xiàn)在廣泛的應用于各種精密定位場合中。隨著定位精度和速度響應的要求越來越高,一方面對直線電機的加工要求越來越嚴格;另一方面在直線電機加工好后,基本性能已確定,要使直線電機表現(xiàn)出優(yōu)良的性能,這對控制系統(tǒng)的要求也越來越高。
常規(guī)PID控制作為最早的控制策略,現(xiàn)在仍然廣泛應用于實際的工業(yè)控制中。模糊算法是一種最近幾十年逐漸發(fā)展起來的智能控制策略,隨著支持模糊算法的硬件芯片的產(chǎn)生,模糊算法也越來越多的應用于
2、各個領域。然而兩種算法仍有不足之處。常規(guī)PID控制一般適應于控制對象模型已經(jīng)建立,并且是線性的情況下,實際上在許多場合,控制對象不是線性的,并且數(shù)學模型也不能建立,而且所處的工作環(huán)境干擾較多,如果只使用常規(guī)PID控制,達不到控制效果。模糊算法是一種非線性控制,能適用于非線性系統(tǒng)中,并且有較好的動態(tài)性能和一定的抗干擾能力。但是模糊算法沒有固定的分析和建立模型的方法,只能通過專家經(jīng)驗和實際控制過程得到模糊規(guī)則,這樣導致控制精度不是很高,存在
3、靜態(tài)誤差,不能適用于直線電機的高速高精度控制中。
針對上述問題結合本設計的永磁同步直線電機的高速響應要求,本文在研究了PID控制和模糊控制的基礎上提出將兩種算法相結合構建一個模糊PID控制器用于永磁同步直線電機的速度閉環(huán),同時提出改進型的模糊算法。本文完成了整個直線電機的控制系統(tǒng)的設計,包括硬件平臺和軟件算法。硬件包括以DSP芯片為核心的控制板和以功率模塊IRAMS10UP60B為核心的驅(qū)動板。軟件算法包括三個閉環(huán):位移閉
4、環(huán),速度閉環(huán)和電流閉環(huán)。其中位移閉環(huán)和電流閉環(huán)采用常規(guī)PID控制算法,速度閉環(huán)采用設計的模糊PID控制算法。在Matlab軟件平臺上建立直線電機控制系統(tǒng)的仿真模型,通過仿真實驗對比分析速度閉環(huán)采用兩種算法的速度響應曲線,仿真結果表明模糊PID控制比PID控制更適用于本系統(tǒng)。最后在搭建好的硬件平臺上對直線電機控制系統(tǒng)進行實驗,通過實驗發(fā)現(xiàn)速度閉環(huán)采用模糊PID控制具有超調(diào)小,抗干擾能力強,好的動態(tài)性能,能夠滿足電機的定位精度高,速度響應快
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