基于自調整因子模糊PID直流電機調速系統設計

印武春 羅建 王力超 劉丙友

摘 要：針對傳統控制規則的不足，本文設計了基于自調整因子的模糊控制規則，并將基于自調整因子模糊PID控制器應用于直流電機調速系統進行仿真。仿真結果表明直流電機調速系統基于自調整因子模糊PID控制器比傳統模糊PID控制器具有更快的響應速度和更好的抗擾動能力。

關鍵詞：直流電機；模糊PID；自調整因子；調速系統

直流電機由于結構簡單、調速性能好，在工業、航空航天等領域得到了日益廣泛的應用。[1]模糊PID控制技術結合了PID控制技術和模糊控制技術兩者的優點，可以實時調整PID的控制參數，具有很好的魯棒性，應用于直流電機調速系統可以得到滿意的控制效果。[2]

1 系統數學模型

建立直流電機的數學模型是直流電機調速系統的最關鍵的部分。

3 系統仿真

在Matlab/Simulink中搭建直流電機模糊PID控制模型進行仿真，對比基于自調整因子模糊PID控制器與傳統模糊PID控制器控制效果。

輸入為1rad的階躍輸入時，基于自調整因子模糊PID與傳統模糊PID響應曲線如圖2所示。由圖2可以看出，基于自調整因子模糊PID的超調量接近于0，調節時間為0.3972s，傳統模糊PID的超調為4.026%，調節時間為0.4617s。所以得到基于自調整因子模糊PID與傳統模糊PID相比具有更好的動態性能和穩態性能。

4 結語

基于自調整因子模糊PID是在傳統模糊PID的基礎上改進模糊規則，實現控制規則的調整。仿真結果表明：基于自調整因子模糊PID在直流電機速度控制上具有更好的魯棒性、抗干擾能力，能得到更好的控制效果。

參考文獻：

[1]劉慧博，王靜，吳彥合.無刷直流電機模糊自適應PID控制研究與仿真[J].控制工程，2014，21（4）：583-587.

[2]王慶明，孫怡.基于模糊PID控制的直流電機同步控制系統[J].機電工程，2012，29（5）：493-496.

[3]朱穎合，薛凌云，黃偉.基于自組織調整因子的模糊PID控制器設計[J].系統仿真學報，2011，23（12）：2732-2737.

基金項目：安徽工程大學本科生科學研究項目（2017DZ16）

作者簡介：尹武春（1996-），男，安徽滁州人，本科，主要研究方向為模糊控制技術。