基于模糊控制器的无刷直流电动机的控制

论文题目: 基于模糊控制器的无刷直流电动机的控制

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 赵学庆

导师: 张国山

关键词: 无刷直流电动机,模糊控制,转矩波动

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文首先综述了无刷直流电动机(BLDCM)以及模糊智能控制发展的概况,其次,在分析无刷直流电动机的结构、工作原理和数学模型的基础上,建立了其调速系统的仿真模型、推导了相应的传递函数。在分析控制方法的前提下提出了一种新型的智能控制方案,即在BLDCM双闭环控制系统中,速度控制采用PI控制与模糊控制相结合的复合控制方式。PI控制器的参数采用常规整定方法设置,当系统给定突变,出现状态干扰或结构干扰引起系统参数变化时,系统自动切换到模糊控制方式。在每个采样时刻截获系统的响应后,可根据该时刻的参数偏差及其变化趋势,依据已有的电机系统控制经验,运用模糊数学理论,通过适当加大或减小控制力度来实现稳定控制。仿真结果表明,这种新型的智能控制方法响应快、超调小,比传统的双PI环控制具有更好的动、静态特性。另外,本文还较详尽地分析了无刷直流电动机转矩波动产生的原因,其中着重阐述了因定子绕组电流换相引起的转矩波动,可以通过模糊电流滞环控制器抑制。在电流换相时,当换相电流的上升速率与下降速率不相等,模糊电流滞环控制器起作用保持回路总电流不变,从而抑制因电流换相而引起的转矩波动。仿真结果表明该系统具有较高的精度和鲁棒性。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 永磁无刷直流电动机的发展历程

1.2 国内外永磁无刷直流电动机的发展现状

1.3 智能控制

1.3.1 智能控制的起源

1.3.2 智能控制的性能

1.3.3 智能控制系统的类型

1.4 模糊控制

1.4.1 模糊控制原理与发展

1.4.2 模糊控制器的结构

1.5 模糊控制的数学基础

1.5.1 模糊集合

1.5.2 模糊关系

1.5.3 模糊控制的理论基础

第二章无刷直流电动机的基本结构和工作原理

2.1 无刷直流电动机的基本结构

2.2 位置传感器

2.3 无刷直流电动机的工作原理

2.4 无刷直流电动机的绕组联结方式

2.5 无刷直流电动机的运行特性

2.6 启动特性

2.7 工作特性

2.8 机械特性和调速特性

2.9 转矩特性

2.10 定子绕组换向引起转矩脉动

第三章无刷直流电机的数学模型及系统建模

3.1 无刷直流电动机的数学模型

3.2 无刷直流电动机的系统建模

第四章无刷直流电动机调速系统的智能设计

4.1 引言

4.2 无刷直流电动机 PI 控制系统结构及传递函数

4.3 模糊 PI 智能控制设计方法

4.3.1 模糊 PI 智能控制方案

4.3.2 模糊控制器的设计

4.4 仿真实验

4.5 结论

第五章无刷直流电动机转矩脉动及其抑制方法

5.1 引言

5.2 换相转矩波动的抑制方法

5.3 模糊智能控制方法

5.4 系统仿真实验

5.5 仿真实验结果

第六章结论

参考文献

作者攻读学位期间发表的学术论文

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

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基于模糊控制器的无刷直流电动机的控制

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