模糊自适应PI控制在直流无刷电动机调速系统的应用*
2012-10-23胡发焕邱小童
制造技术与机床 2012年6期
胡发焕 唐 军 邱小童
(①江西理工大学机电工程学院,江西赣州341000;②江西理工大学应用科学学院,江西赣州 341000)
目前直流无刷电动机(BLDCM)广泛应用于航空航天、军事、工业、医疗机械等诸多领域。BLDCM是一个多变量、强耦合、非线性、时变的复杂系统[1],当系统负载或参数发生变化时,传统的PID控制将难以达到设计的预期效果。对这类高度非线性的系统,采用智能控制方法可获得更理想的效果,它具有提高系统的响应速度、稳定性和鲁棒性的能力。模糊控制是智能控制中最常用的方法之一,它不依赖于控制系统的精确数学模型,且对系统参数的变化不敏感,具有快速性及鲁棒性强的特点,适合BLDCM控制系统的要求。本文即采用应模糊自适PI控制的模式实现对BLDCM的控制。
1 工作原理及数学模型
直流无刷电动机主要由电动机本体和转子位置传感器两部分组成。在电动机本体上安装1台同步电动机,转轴上装有转子位置监测器,以测量转子磁极与旋转磁场的相对位置,为驱动电路提供参照信号。无刷电动机为了实现无刷换相,把直流电动机的电枢绕组放在定子上,把永磁钢放在转子上,这与传统直流永磁电动机的结构正好相反。由位置传感器、逻辑控制电路及功率开关电路共同组成换相装置,使直流无刷电动机在运行过程中,由定子绕组所产生的磁场与转子自身的永久磁场在空间始终保持约120°的电角度,从而产生磁转矩推动转子旋转。现以二相导通星形三相六状态无刷电动机为例,分析无刷直流电动机的数学模型[2]。……
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