永磁同步電機變論域自適應模糊PID控制

董鈺瑩，趙 敏

(上海理工大學 控制科學與工程系, 上海 200093)

在化石能源短缺和低碳經濟的需求下，學者已經開始致力于電動汽車行業的開拓，而電動汽車行業的發展在很大程度上取決于電機的研究發展。與此同時，永磁同步電機愈發受到關注，它具有無電流勵磁、無電刷和滑環；損耗低、效率高；功率因素高；轉子結構多樣、靈活；體積小、重量輕；起動轉矩大等優點[1]。當然，永磁同步電機的應用廣泛，如機器人、航天航空、工業車間等。目前永磁同步電機的調速控制一般有PID控制、直接轉矩控制和矢量控制，而當前最常用的是PID控制。永磁同步電機是典型的非線性系統，實際應用中更是存在未知的隨機擾動，因此線性控制幾乎不能滿足工業上的精度要求[2]。

近年來，人工智能的興起推動了新的控制理論發展，新的控制算法不斷涌現[3]。從目前控制技術來看，模糊PID控制器的響應速度、穩定性與傳統的PID控制器結果并沒有改善很多[4-6]。變論域模糊PID控制器，仿真效果有改善，但比較復雜，難以在實際中應用[7-10]。新興的控制算法，如蝙蝠算法[11]，它是一種群體智能算法，是模擬蝙蝠不斷接近獵物的過程，相對與遺傳算法[12]和多變量控制算法[13]，更為簡單、精確，但計算量仍然很大。

變論域自適應模糊PID控制是以永磁同步電機為對象進行設計的，為提高控制的響應速度和精度，當誤差大于一定值時選用PID控制，當誤差小于一定值時選用自適應模糊PID控制。本文介紹了永磁同步電機的數學建模、模糊PID控制器的設計，用Matlab進行了仿真驗證，結果表明變論域自適應模糊PID控制對系統具有良好的魯棒性。……