基于SPSO的PID参数自整定速度控制

2017-05-04杨观赐

微特电机 2017年7期

孙波,魏勇,杨观赐

(1.河南工学院,新乡453003;2.贵州大学,贵阳550003)

0 引言

感应电机具备自由变速控制、耐用性高、低成本、可靠性强等优点,在工业领域被广泛应用[1]。为了满足高端工业领域的控制需求,感应电机驱动系统需要具备较宽的转速和扭矩控制范围、高效率且快速的转矩响应等性能特征[2]。

感应电机的控制方式主要为转子磁场定向控制(以下简称 FOC)[3]和直接转矩控制(以下简称DTC)[4]。这些控制架构中的速度闭环控制模块是整个系统的核心部分,其决定着后续磁通和转矩的控制性能。速度闭环控制通常采用比例积分微分(以下简称PID)控制器[5]。然而,传统PID控制器在不同操作条件下的参数值设定不变,不能实现转速的高稳定性[6]。为此,出现了一些融合先进技术的改进型PID,例如模糊PID参数自整定控制器[7],基于遗传(以下简称GA)算法、粒子群优化(以下简称PSO)[8]等复杂进化算法的PID参数自整定控制器。但这些控制器都具有较大的计算量和计算时间,不能很好地满足电机控制系统的实时性。

为此,本文提出了一种基于简化粒子群优化(以下简称SPSO)算法自整定PID参数的速度控制器(以下简称SPSO-PID)。利用SPSO算法自适应调优PID参数,同时融入动态惯性权重来提高SPSO的搜索能力。实验结果表明,提出SPSO算法能够快速收敛到最优,从而使SPSO-PID控制器能够快速且准确地控制电机速度,且对负载转矩变化具有较好的鲁棒性。