金 鹏

(辽宁工程职业学院 电气工程系，铁岭 112008)

0 引 言

无刷直流电机(以下简称BLDCM)具有体积小、质量轻、出力大、响应快、速度高、惯量小、转动平滑、力矩稳定的优点[1]，并且容易实现智能化控制，现在越来越多地被作为精密控制电机使用，如机械手臂关节电机等[1]。但BLDCM是一个典型的多变量、非线性、强耦合、时变的复杂系统[1]，难以建立精确模型。普通PID控制必须建立精确的数学模型，并且参数调节难度大，控制精度不高[1]。而一些智能PID算法往往编程复杂，并且需要大量的参数调节经验，在实际的工程应用中可行度不高。

分数阶PIλDμ(以下简称FOPID)控制器是近年来提出的一种新型控制器，具有kp、ki、kd、λ、μ5个调节参数，因此，控制精度和灵活度更高[1]。目前，有学者提出通过模糊算法或复杂智能算法调节5个参数[2-4]，但这些调节方法需要大量的参数经验，并且迭代计算复杂。

本文结合混沌算法和双态粒子群算法(以下简称BPSO)，形成CBPSO算法，利用CBPSO在线调节FOPID控制器的参数。仿真实验及电机转速测试结果表明：基于CBPSO-FOPID算法，BLDCM伺服系统获得更好的动态性能和鲁棒性能。

1 BLDCM数学模型

在忽略电机损耗及电枢反应对气隙磁场影响的情况下，将整个BLDCM看作一个整体，则BLDCM的电压平衡方程[5]：

(1)

式中：u为电枢电压；i为电枢电流；r0为相电阻,r0=2r；L0为相电感，L0=2(L-M)；ke为反电动势系数；ω为电机转速[5]。

转矩平衡方程[5]：

(2)

Te=kti

(3)

式中：Te为电磁转矩；TL为负载转矩；J为转动惯量；B为粘滞摩擦系数；kt为转矩系数[5]。

2 FOPID控制器设计

BLDCM控制系统采用双闭环控制系统。内环为电流环，采用PI控制器；……