基于模糊优化的PID直流无刷电机控制
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本文采用Matlab／Simulink搭建仿真模型实现BLDCM的整个系统控制。本文将根据上述的电机数学模型建立BLDCM的仿真模块。
BLDCM控制系统采用转速和电流环双闭环调速。转速外环由模糊PID调节器进行优化控制，电流内环采用三角波比较调节，而不采用滞环比较控制，从而抑制由于开关频率不恒定而产生的大量开关噪声。整个系统包括BLDCM本体模块，电压逆变器模块，速度PI控制模块，电流控制及PWM信号产生模块。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/162874.htm
整个系统仿真框如图4所示，其中模糊控制采用Simulink中含有的模糊控制模块进行设计，PID模块部分将分别对加入模糊PID控制器和未加入模糊的PID控制器进行仿真实验。
4 仿真结果与分析
为验证模型的正确性，将对仿真模型进行仿真。BLDCM的参数如下：额定电压ucd=450V，转动惯量J=8．0×10-4N·m2，定子电阻r=2．8 75 Ω，定子电感Ls=8．5x10-3H，互感Lm=0．37×10-3H，极对数nb=4，反电动势系数ke=0．1805 V／(rad·s-1)。
为了验证所设计的BLDCM的控制系统的仿真模型的静、动态性能，在0．3s给电机加入负载，测得转速稳定下模糊PID控制下和一般PID控制下A相转速、转矩和电流仿真曲线如图5所示。
由仿真图可看出，加入模糊PID控制器的系统在参考转速下，与一般PID控制器系统相比系统相应快速而平稳，转速超调量明显降低；加入负载后转矩脉动比较小，且回到正常转速的时间也较短；相电流的波形也较为理想。
5 结论
在分析了无刷直流电动机数学模型的基础上，提出一种基于模糊PID控制器的控制系统仿真建模方法，采用转速和速度双闭环控制方法对该建模方法进行了测试，仿真试验结果表明：与一般PID控制器控制的直流无刷电动机系统相比，经模糊PID控制器控制的系统反应能力更快，调节精度更高，稳定性能更好。另外，本仿真实验也表明，这种控制方法适合机器人关节控制所需要的准确度和精度，为作者下一步基于TI公司TMS28系列的DSP机器人关节控制器的设计奠定了基础。
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