周国庆 孙丹睿 吴 江 王 锋 赵为平

（1.沈阳航空航天大学，辽宁 沈阳 110136；2.北京邮电大学信息与通信工程学院，中国 北京 100876）

直流电机控制器通常是由串级进行控制，分为位置环、速度环和电流环，可以有效保证这个系统的稳定性和响应速度。当电流环内部和速度环的参数发生受到扰动时，它们就能起到很好的抑制作用，减少对位置环的影响，从而可以保证系统的稳定[1]。对直流电机控制参数进行优化设计,可以在满足要求的前提下,进一步提高性能。但采用传统的优化设计方法,已很难解决这种全局最优化问题。近几年，作为全局优化算法之一的遗传算法，得到了广泛的应用，本文针对无刷直流电机的PID控制器采用遗传算法进行优化设计[2]。

1 直流电机位置控制系统

直流电机位置控制系统由位置调节器、电流调节器和转速调节器串级连接[3]。直流电机位置控制系统结构图如图1所示。

已知某直流电机控制回路及直流电机主要参数计算如下：

表1 电机参数

采用经典整定方法得到的控制器的超调量比较大，未达到实际工艺的要求。如果要得到满足要求的控制器，需要在此基础上进一步手工整定。并且，控制器的效果是否最优，也没有明确的答案。因此，本文采用遗传算法进行直流电机位置跟踪系统控制器参数的寻优。

针对直流电机位置跟踪系统的特点，本文选择系统的上升时间，稳态误差和超调量所占比重的组合作为优化的目标函数。……