分析模糊控制在抑制直流無刷電機轉矩脈動中的應用

李森

摘 要：根據直流無刷電機出現轉矩脈動的最根本原因，采用模糊控制算法，設計一種電流控制器，使其采用模糊算法控制非換相電流，實現降低換相引起的轉矩脈動。并通過仿真實驗驗證了該系統具有強魯棒性，改善了系統的動靜態特性，有效抑制轉矩脈動的產生。

關鍵詞：直流無刷電機；轉矩脈動；模糊控制

1、引言

直流無刷電機（BLDCM）優點眾多，如具有優良的調速性能、不具有勵磁損耗、性能好、轉動慣量小等，所以在工業中應用廣泛[1]。對于伺服控制系統而言，轉矩控制尤為關鍵，但是轉矩脈動的產生嚴重阻礙電機速度控制特性，所以消除轉矩脈動是增強伺服控制系統各項指標的核心[2]。使BLDCM出現轉矩脈動的因素有許多，如諧波、齒槽效應、磁通畸變等等，但使其產生最根本的原因是相電流的換相[3]。本文設計一種基于模糊控制的電流控制器，用以控制非換相相電流，讓其在不同速度段仍為連續平滑，從而讓換相引起的轉矩脈動變小。

2、模糊控制器的設計

2.1模糊化設計

若系統給定突然變化，出現狀態或結構干擾使系統參數發生變化，由該時刻的電流偏差和電流偏差變化趨勢，根據專家經驗，通過調節PWM調制波的幅值大小來控制系統的穩定過程。

此控制器為雙輸入單輸出，輸入變量均與電流有關，分別為e及ec，輸出變量為u，e和ec表達式如下：

Iref（n）-電流的反饋值；T-采樣周期

e是電流的偏差、ec是電流偏差變化率、 u是PWM調制信號，它們三個都是交疊對稱分……