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《武汉理工大学》 2010年
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基于DSP的直线电机模糊PID控制系统研究与实现

邹敏  
【摘要】: 直线电机因为其特有的性能,现在广泛的应用于各种精密定位场合中。随着定位精度和速度响应的要求越来越高,一方面对直线电机的加工要求越来越严格;另一方面在直线电机加工好后,基本性能已确定,要使直线电机表现出优良的性能,这对控制系统的要求也越来越高。 常规PID控制作为最早的控制策略,现在仍然广泛应用于实际的工业控制中。模糊算法是一种最近几十年逐渐发展起来的智能控制策略,随着支持模糊算法的硬件芯片的产生,模糊算法也越来越多的应用于各个领域。然而两种算法仍有不足之处。常规PID控制一般适应于控制对象模型已经建立,并且是线性的情况下,实际上在许多场合,控制对象不是线性的,并且数学模型也不能建立,而且所处的工作环境干扰较多,如果只使用常规PID控制,达不到控制效果。模糊算法是一种非线性控制,能适用于非线性系统中,并且有较好的动态性能和一定的抗干扰能力。但是模糊算法没有固定的分析和建立模型的方法,只能通过专家经验和实际控制过程得到模糊规则,这样导致控制精度不是很高,存在静态误差,不能适用于直线电机的高速高精度控制中。 针对上述问题结合本设计的永磁同步直线电机的高速响应要求,本文在研究了PID控制和模糊控制的基础上提出将两种算法相结合构建一个模糊PID控制器用于永磁同步直线电机的速度闭环,同时提出改进型的模糊算法。本文完成了整个直线电机的控制系统的设计,包括硬件平台和软件算法。硬件包括以DSP芯片为核心的控制板和以功率模块IRAMS10UP60B为核心的驱动板。软件算法包括三个闭环:位移闭环,速度闭环和电流闭环。其中位移闭环和电流闭环采用常规PID控制算法,速度闭环采用设计的模糊PID控制算法。在Matlab软件平台上建立直线电机控制系统的仿真模型,通过仿真实验对比分析速度闭环采用两种算法的速度响应曲线,仿真结果表明模糊PID控制比PID控制更适用于本系统。最后在搭建好的硬件平台上对直线电机控制系统进行实验,通过实验发现速度闭环采用模糊PID控制具有超调小,抗干扰能力强,好的动态性能,能够满足电机的定位精度高,速度响应快的要求。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM359.4

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【同被引文献】
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