PID控制在直流無刷電機(jī)中的效果

2018-07-28 09:49:17

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直流無刷電機(jī)既具備交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電機(jī)的運(yùn)行效率高、無勵(lì)磁損耗及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，故其應(yīng)用范圍及其廣泛，遍及國防、航空航天、醫(yī)療器械、家用電器、機(jī)器人等各個(gè)領(lǐng)域，其中光電位置跟蹤系統(tǒng)是其重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。

傳統(tǒng)的PID控制以其實(shí)時(shí)性好、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)，只要正確設(shè)定參數(shù)，PID控制器便可實(shí)現(xiàn)其作用，但由于光電位置跟蹤系統(tǒng)的給定位置信號一般都是模糊不確定的，在加上被控電機(jī)的非線性和系統(tǒng)參數(shù)一般都是模糊不確定的，再加上被控電機(jī)的非線性和系統(tǒng)參數(shù)的時(shí)變性，此時(shí)PID的控制效果將難于達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。而模糊控制對控制對象的非線性、時(shí)變性等具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，其靈活性和魯棒性好，并且控制簡單，在電機(jī)控制領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，但模糊控制很難完全消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，一般情況下控制精度不理想。

通過仿真分析可以看出，模糊控制器以系統(tǒng)偏差和偏差變化率作為輸入，具有類似常規(guī)比例-微分的作用，可以獲得良好的動態(tài)特性，但其穩(wěn)定性不能達(dá)到滿意效果。PID控制器中比例環(huán)節(jié)能加快動態(tài)響應(yīng)，積分環(huán)節(jié)能消除靜態(tài)誤差，微分環(huán)節(jié)可加快系統(tǒng)響應(yīng)，減小超調(diào)量，模糊PID控制器，將模糊控制的動態(tài)性能好的優(yōu)點(diǎn)和PID控制的穩(wěn)態(tài)精度高的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，有效的提高了伺服系統(tǒng)的控制性能，對干擾和參數(shù)變化的適應(yīng)性，既保證系統(tǒng)運(yùn)動控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，又縮短動態(tài)調(diào)整時(shí)間，對直流無刷電機(jī)取得了較好的控制效果。