基于改进型粒子群算法的无刷直流电机速度控制研究
2021-07-15远世明杨明发
远世明,杨明发
(福州大学电气工程与自动化学院,福建 福州 350108)
1 引言
因构造简单、效率突出等突出特点,无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)在工业伺服数控中应用广泛[1]。而其中的过程控制一般采用PID控制器来实现。相比较于传统PID控制器存在的参数整定困难,依赖人工经验,无法满足程应用对高精度、低延时、抗干扰能力强的要求等问题,目前研究人员采用多种智能算法来优化参数整定[2],以降低一线工程师的工作量。
当下应用较多的智能算法有模糊控制(Fuzzy Control,FC)、遗传算法(Genetic Algorithm,GA)、神经网络(Neural Network,NN)、蚁群算法(Ant Colony Optimization,ACO)以及粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)等。其中模糊控制的思路为不考虑被控对象的数学模型,通过模拟人工的实践经验来提高系统的自适应性[3],但模糊规则以及隶属度函数的选取没有系统的方法,完全依赖经验[4],且处理复杂问题时将导致需求的模糊规则范围扩大,降低控制精度,严重时甚至不能实时控制。遗传算法的思想来源于生物界的自然选择学说,根据适应度函数和生物基因遗传中的复制、交叉和变异对个体进行筛选[5],但其效率通常较低,易过早收敛[6],无法全面地表述所需优化问题的约束条件。神经网络是对人脑在微观结构和功能上的抽象概括[7],通过模拟人脑中信息在神经元中传递过程而得到结果,但训练模型所需时间极其漫长,对神经网络深度学习的理论研究也难言完善[8]。蚁群算法参考了自然界蚁群觅食行为,以个体对最短路径的追求和信息素的正反馈得到所求最优解[9],但该算法的特点导致其在求解初期速度缓慢,且极易陷入局部最优[10]。……
