基于自調(diào)整因子模糊PID直流電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

印武春 羅建 王力超 劉丙友

摘 要：針對傳統(tǒng)控制規(guī)則的不足，本文設(shè)計了基于自調(diào)整因子的模糊控制規(guī)則，并將基于自調(diào)整因子模糊PID控制器應(yīng)用于直流電機調(diào)速系統(tǒng)進行仿真。仿真結(jié)果表明直流電機調(diào)速系統(tǒng)基于自調(diào)整因子模糊PID控制器比傳統(tǒng)模糊PID控制器具有更快的響應(yīng)速度和更好的抗擾動能力。

關(guān)鍵詞：直流電機；模糊PID；自調(diào)整因子；調(diào)速系統(tǒng)

直流電機由于結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)速性能好，在工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。[1]模糊PID控制技術(shù)結(jié)合了PID控制技術(shù)和模糊控制技術(shù)兩者的優(yōu)點，可以實時調(diào)整PID的控制參數(shù)，具有很好的魯棒性，應(yīng)用于直流電機調(diào)速系統(tǒng)可以得到滿意的控制效果。[2]

1 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

建立直流電機的數(shù)學(xué)模型是直流電機調(diào)速系統(tǒng)的最關(guān)鍵的部分。

3 系統(tǒng)仿真

在Matlab/Simulink中搭建直流電機模糊PID控制模型進行仿真，對比基于自調(diào)整因子模糊PID控制器與傳統(tǒng)模糊PID控制器控制效果。

輸入為1rad的階躍輸入時，基于自調(diào)整因子模糊PID與傳統(tǒng)模糊PID響應(yīng)曲線如圖2所示。由圖2可以看出，基于自調(diào)整因子模糊PID的超調(diào)量接近于0，調(diào)節(jié)時間為0.3972s，傳統(tǒng)模糊PID的超調(diào)為4.026%，調(diào)節(jié)時間為0.4617s。所以得到基于自調(diào)整因子模糊PID與傳統(tǒng)模糊PID相比具有更好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。

4 結(jié)語

基于自調(diào)整因子模糊PID是在傳統(tǒng)模糊PID的基礎(chǔ)上改進模糊規(guī)則，實現(xiàn)控制規(guī)則的調(diào)整。仿真結(jié)果表明：基于自調(diào)整因子模糊PID在直流電機速度控制上具有更好的魯棒性、抗干擾能力，能得到更好的控制效果。

參考文獻：

[1]劉慧博，王靜，吳彥合.無刷直流電機模糊自適應(yīng)PID控制研究與仿真[J].控制工程，2014，21（4）：583-587.

[2]王慶明，孫怡.基于模糊PID控制的直流電機同步控制系統(tǒng)[J].機電工程，2012，29（5）：493-496.

[3]朱穎合，薛凌云，黃偉.基于自組織調(diào)整因子的模糊PID控制器設(shè)計[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報，2011，23（12）：2732-2737.

基金項目：安徽工程大學(xué)本科生科學(xué)研究項目（2017DZ16）

作者簡介：尹武春（1996-），男，安徽滁州人，本科，主要研究方向為模糊控制技術(shù)。