无刷直流电机仿人智能控制系统的设计

无刷直流电机仿人智能控制系统的设计

无刷直流电机(BLDC)是一种多变量和非线性系统,其利用换向器取代了机械电刷和机械换向器,因此这种电机不仅保留了直流电机的优点,而且又具有交流的结构简单、运行可靠、维护方便等优点,使它一经出现就以极快的速度发展和普及。本文在分析了无刷直流电机数学模型的基础上,建立了基于仿人智能控制的双闭环控制系统,转速环采用基于速度特征状态多模态控制的仿人智能控制算法,电流环采用传统PI控制算法。

在Matlab平台上建立了基于仿人智能控制的无刷直流电机双闭环系统的仿真模型,包括仿人智能速度控制器模块、PI电流控制器模块、换相逻辑模块、电流采样模块和电机本体模块。通过在线调整、仿真并与其他控制算法相比较,仿真实验结果表明:仿人智能控制具有更好的动、静态性能。

随着对控制精度以及控制系统的稳态和动态性能要求的提高,对无刷直流电机采用传统的PID控制器往往难以满足系统的性能要求。国内外众多学者在研究无刷直流电机的各种智能控制算法上取得了一定成果,然而目前无刷直流电机的各种智能控制算法还存在控制算法复杂、参数优化等方面的问题。

仿人智能控制是直接对人的控制经验、技巧和各种直觉推理逻辑进行测辨、概括和总结,并将其编制成简单、精度高、能实时运行的控制算法。仿人智能控制方法具有多模态多控制器的结构,将其应用于无刷直流电机的控制能够较好地解决当前该领域控制器结构复杂、调节困难、响应迟钝和不利于在线实现等问题。

无刷直流电机仿人智能控制系统的设计

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