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基于模糊PID算法的无刷直流电机调速研究与实现

常波  
【摘要】:无刷直流电机由于其结构简单,出力大,可靠性高等特点,广泛用于工业生产中。在过去的控制方法中,多采用传统的双闭环PID控制,然而由于建立无刷直流电机的数学模型比较复杂,固定参数的PID在控制性能上难以达到令人满意的效果。所以采用其他控制方法提高电机的控制性能,成为当前工程技术人员和学者研究的热点。 本文根据传统PID控制中系数对控制特性的影响,采用模糊PID控制方式代替双闭环传统PID的转速环。通过MATLAB/simulink仿真软件建立控制系统的数学模型,重点说明了模糊控制器的制作过程。并通过仿真的结果,证明了模糊PID控制的优良之处。 硬件系统采用TI公司最新推出的ARM Cortex-M3系列LM3S8962控制器为控制核心,重点介绍了驱动板的设计细节和需要注意的问题。利用VC++6.0设计了控制界面,方便通过串口对控制系统进行在线调试,并通过采集电机的转速曲线,直观的了解控制性能。 首先,论文介绍了无刷直流电机的的发展历程、研究热点和课题研究的主要内容,介绍了课题研究需要的基础理论和技术,即PID控制与模糊控制理论。其次,进行了整体方案设计方法,根据需要设计的部分,详细阐述了模型的搭建与仿真的实际结果。再次,对所搭建的试验平台进行了说明,并对软件部分的算法和逻辑关系加以分析。最后,依据所建立的软硬件试验平台,对所获得的转速曲线进行对比分析。通过实验结果,证明了模糊PID在控制转速方面具有良好的控制性能。


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