基于模糊優(yōu)化的PID直流無(wú)刷電機(jī)控制
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為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和高準(zhǔn)確率的控制從而提高直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的輸出性能，下面我們將來(lái)設(shè)計(jì)一種模糊PID控制器來(lái)調(diào)節(jié)PID控制器的增益參數(shù)。
2．1 PID控制
連續(xù)PID控制的數(shù)學(xué)表達(dá)式
式中，e(t)為系統(tǒng)輸入和輸出的差值，u(t)為由PID控制器產(chǎn)生的控制信號(hào)，Kp為比例增益，T1為積分時(shí)間常數(shù)，TD為微分時(shí)間常數(shù)。
離散PID控制的數(shù)學(xué)表達(dá)式
式中，KI=KPT／TI，KD=KPTD／T，T為采樣周期；KP，KI和KD為3個(gè)可調(diào)節(jié)的參數(shù)。PID控制器的任務(wù)便是決定這些參數(shù)的值。
2．2 模糊PID控制器
圖2所示是一個(gè)典型的模糊PID控制器的結(jié)構(gòu)圖，圖中nr為給定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，n表示實(shí)際電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，e為系統(tǒng)誤差，ec為e的微分值。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在每個(gè)采樣周期，通過(guò)模糊控制指令，模糊推理機(jī)制便檢測(cè)e和ec的變化率，從而分別產(chǎn)生它們的模糊變量E和Ec。然后，該控制器將會(huì)即時(shí)對(duì)PID控制器原有的KP，KI和KD三個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得PID控制器總是能夠?qū)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/直流">直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最優(yōu)控制信號(hào)。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162874.htm
在該系統(tǒng)中，KPf，KIf和KDf表示KP，KI和KD邏輯變量的增量。根據(jù)E(k)和Ec(k)的值，它們的模糊語(yǔ)性值E和Ec如表1所示。
模糊控制規(guī)則是專家的經(jīng)驗(yàn)和操作者的技能加以總結(jié)而得出的模糊條件語(yǔ)句的集合。在本文模糊PID控制方法中，模糊庫(kù)用以下49條模糊語(yǔ)句描述：
式中，KP0，KI0和KD0為原始的PID控制器參數(shù)，一般由Ziegler-Nichols調(diào)試方程給出。D[x]為去模糊過(guò)程。
E，Ec，KPf，KIf和KDf的模糊邏輯全部定義為：{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，分別代表：大負(fù)、中負(fù)、小負(fù)、零、小正、中正、大正。另外，這些變量的論域全部被定義在-6到+6的整數(shù)區(qū)域，隸屬函數(shù)為三角形函數(shù)，如圖3所示。
評(píng)論