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基于自调整因子模糊PID直流电机调速系统设计

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  摘 要:针对传统控制规则的不足,本文设计了基于自调整因子的模糊控制规则,并将基于自调整因子模糊PID控制器应用于直流电机调速系统进行仿真。仿真结果表明直流电机调速系统基于自调整因子模糊PID控制器比传统模糊PID控制器具有更快的响应速度和更好的抗扰动能力。
  关键词:直流电机;模糊PID;自调整因子;调速系统
  直流电机由于结构简单、调速性能好,在工业、航空航天等领域得到了日益广泛的应用。[1]模糊PID控制技术结合了PID控制技术和模糊控制技术两者的优点,可以实时调整PID的控制参数,具有很好的鲁棒性,应用于直流电机调速系统可以得到满意的控制效果。[2]
  1 系统数学模型
  建立直流电机的数学模型是直流电机调速系统的最关键的部分。
  3 系统仿真
  在Matlab/Simulink中搭建直流电机模糊PID控制模型进行仿真,对比基于自调整因子模糊PID控制器与传统模糊PID控制器控制效果。
  输入为1rad的阶跃输入时,基于自调整因子模糊PID与传统模糊PID响应曲线如图2所示。由图2可以看出,基于自调整因子模糊PID的超调量接近于0,调节时间为0.3972s,传统模糊PID的超调为4.026%,调节时间为0.4617s。所以得到基于自调整因子模糊PID与传统模糊PID相比具有更好的动态性能和稳态性能。
  4 结语
  基于自调整因子模糊PID是在传统模糊PID的基础上改进模糊规则,实现控制规则的调整。仿真结果表明:基于自调整因子模糊PID在直流电机速度控制上具有更好的鲁棒性、抗干扰能力,能得到更好的控制效果。
  参考文献:
  [1]刘慧博,王静,吴彦合.无刷直流电机模糊自适应PID控制研究与仿真[J].控制工程,2014,21(4):583-587.
  [2]王庆明,孙怡.基于模糊PID控制的直流电机同步控制系统[J].机电工程,2012,29(5):493-496.
  [3]朱颖合,薛凌云,黄伟.基于自组织调整因子的模糊PID控制器设计[J].系统仿真学报,2011,23(12):2732-2737.
  基金项目:安徽工程大学本科生科学研究项目(2017DZ16)
  作者简介:尹武春(1996-),男,安徽滁州人,本科,主要研究方向为模糊控制技術。
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