基于PID算法的单闭环直流调速系统设计与实现

介绍了基于PID单闭环直流调速系统的设计方法。系统选用STC89C52单片机为控制器,并在此基础上完成了硬件设计。利用脉宽调制技术,解决直流调速系统中调节时间长、抗干扰能力差等问题,实现了对直流电机速度的控制。实验结果表明,该系统具有良好的动静态性能,对负载的变化具有较强的鲁棒性。     

基于DSP无刷直流电机控制系统的研究及其仿真

无刷直流电机(BLDCM)是一个多变量、非线性系统。本文以无刷直流电机为研究对象,重点研究了无刷直流电机的控制系统及其仿真,并在最后对仿真结果进行了分析。在分析了无刷直流电机(BLDCM)的数学模型的基础上,文章中提出了一种以DSP芯片TMS320F2812为控制器的无刷直流电机双闭环控制设计的方案。文章中对此电机控制方案进行了软硬件的设计,并且在MATLAB上通过Simulink进行了系统仿真。仿真结果表明,控制系统运行平稳有较好的动态和静态特性,我们提出的控制方案正确可行。     

基于MatlabGUI的直流电机PID调速系统的设计

基于MatlabGUI（图形用户界面）设计了一种以单片机为控制核心的直流电机PID调速系统。利用GUI作为上位机对单片机采集的信息进行处理,实现电机转速的波形显示、存储、PID控制等功能。由于该系统的PWM信号由专门PWM芯片产生,因此降低了单片机程序的复杂程度,提高了系统的可靠性和控制精度。实验结果表明,该系统运行稳定,界面的人机交互性好,操作简单方便。在对PID参数的选定中可提高对PID算法和电机性能的直观认识,对自动控制、电机拖动等研究领域具有一定的现实意义．     

直流调速系统的优化与仿真

提出了一种采用计算机仿真进行直流调速系统的优化与仿真的方法：首先,根据直流调速数字控制系统的性能特点,建立了系统仿真模型,然后分析了该系统的缺点所在并进行优化,从而构成一种复合控制系统,以实现对驱动电流的控制作用,最后对优化前后的输出数据进行分析对比,结果表明,采用优化后的控制系统可使输出数据更加精确可靠。     

直流电机控制的改进措施

在直流电机控制系统的基础上作了一些改进,较好地解决了一些异常情况下导致电机异常转动或开始转动后停不下来的情况。该改进措施实用性强,可以很方便地移植到其他MCU控制系统中去。     

基于CPLD的直流电动机PWM驱动器设计

介绍了一种基于CPLD(Complex Programmable Logic Device)的直流电动机：PWM(脉宽调制)驱动器的设计方案，其实现了电动机转速的精确控制。该驱动器方案设计思路新颖，具有体积小、成本低、简单灵活、现场可编程等优点。该方案应用在机器人驱动系统上，得到了非常令人满意的效果。     

无位置传感器直流无刷电动机控制系统研究

在分析无位置传感器直流无刷电动机的反电动势换相和启动原理的基础上,建立了利用反电动势换相的换相模块,启动采用“三段式”启动技术。在双闭环调速系统中,电流环采用电流滞环控制,转速环采用PID控制器。仿真结果表明：这种基于反电动势换相的无位置传感器直流无刷电动机控制系统能够正常启动,具有同有位置传感器直流无刷电动机控制系统同样好的静态、动态特性。     

无刷直流电机的RBF神经网络自适应控制研究

针对传统PID控制器在无刷直流电机控制时的鲁棒性差、精度低等缺点,在分析BLDCM数学模型的基础上,设计了RFBNN自适应PID控制器应用于无刷直流电机控制系统。通过Matlab/Simulink环境下的仿真实验表明,与传统的PID控制方法相比,该方法大大改善了系统的动态特性,减小了系统的稳态误差,提高了系统的自适应能力和抗干扰能力,满足了系统的控制性能要求。     

无刷直流电机智能PID控制系统建模与仿真

在无刷直流电机的控制中,由于被控过程具有很大的时变不确定性和高度非线性等特点,导致常规PID控制的参数整定效果不理想,在噪声、负载扰动等因素的影响下,过程参数甚至模型结构都会随时间和环境的变化而变化,使得常规的PID控制很难达到对直流电机理想的控制效果.在此基础上,提出将智能PID控制技术应用到直流电机的控制中,利用智能控制自学习、自适应的能力,自动识别被控过程参数,自动调整控制参数,从而获得最佳的过程响应曲线.在Simulink环境下,对直流电机智能PID控制系统和常规PID控制系统进行建模仿真,仿真结果表明:智能PID控制下的直流电机系统在3种不同运行状态下均得到比常规PID控制更好的控制性能,其控制效果明显优于常规PID控制.     

模糊自整定PID在电机调速系统中仿真研究

针对传统直流双闭环调速,不能有效克服非线性因素,不能满足对高精度、高性能等场合的要求。本文提出直流电机调速控制系统采用模糊自整定PID控制策略,从而实现PID参数实时整定,并介绍了控制器的整个设计过程。根据一个实际电机参数模型在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果表明模糊自整定PID的控制器比传统PID更具有好的控制精度和鲁棒性,并提高了电机动、静态性能。仿真结果与理论研究相符,验证了方案设计的合理性,实现了被控对象的最佳控制。     

基于xPC Target的直流电动机实时控制系统设计

针对常见的控制系统开发方法采用手工编程而存在开发效率和可靠性低的问题,提出了一种基于xPC Target的直流电动机实时控制系统设计方法。该方法采用Matlab自动代码生成技术和xPC实时内核,以工业控制计算机为控制器、直流电动机为被控对象构建控制回路,采用Simulink模块组合控制器应用程序,以目标机-宿主机形式实现应用程序的代码生成、编译和下载。实验结果表明,该方法能够快速可靠地生成控制系统代码,控制系统具有很好的有效性和稳定性。     

基于模糊自整定PID开关磁阻电机速度控制系统的建模与仿真研究

在Matlab 2008a/Simulink环境下,建立了三相(6/4极)的开关磁阻电机的速度控制系统动态仿真模型,对基于模糊自整定PID的开关磁阻电机速度控制系统进行了仿真研究,并与基于常规PID的开关磁阻电机速度控制系统仿真结果进行了对比。对比结果表明,采用模糊自整定PID控制算法,系统速度控制性能明显优于常规PID控制算法。     

基于无刷直流电机控制器设计

无刷直流电机具有运行效率高、调速性能好、结构简单、维护方便、运行可靠的优点,是电动汽车驱动系统的理想动力来源;安装在电动汽车上的驱动电机所处环境复杂,工况多变,启停频繁;然而,目前电机控制器响应速度慢、控制精度低、稳定性误差大、抗干扰力弱。为了解决这些难题,通过建立无刷直流电机的数学模型,研究电机的矢量控制算法基本原理以及实现方式,设计出了电流、转速双闭环的调速控制系统,通过引入先进的控制策略来提高控制器性能;最后,通过对无刷电机控制器进行实际测试,实验结果表明,与传统 PID 控制相比,在相同的调整频率下。本次设计的控制器具有调节时间小,调速范围广,转速波动小的优点,验证了设计的可行性。     

Speed control of Brushless DC motor using bat algorithm optimized Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System

In this paper, speed control of Brushless DC motor using Bat algorithm optimized online Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System is presented. Learning parameters of the online ANFIS controller, i.e., Learning Rate (η), Forgetting Factor (λ) and Steepest Descent Momentum Constant (α) are optimized for different operating conditions of Brushless DC motor using Genetic Algorithm, Particle Swarm Optimization, and Bat algorithm. In addition, tuning of the gains of the Proportional Integral Derivative (PID), Fuzzy PID, and Adaptive Fuzzy Logic Controller is optimized using Genetic Algorithm, Particle Swarm Optimization and Bat Algorithm. Time domain specification of the speed response such as rise time, peak overshoot, undershoot, recovery time, settling time and steady state error is obtained and compared for the considered controllers. Also, performance indices such as Root Mean Squared Error, Integral of Absolute Error, Integral of Time Multiplied Absolute Error and Integral of Squared Error are evaluated and compared for the above controllers. In order to validate the effectiveness of the proposed controller, simulation is performed under constant load condition, varying load condition and varying set speed conditions of the Brushless DC motor. The real time experimental verification of the proposed controller is verified using an advanced DSP processor. The simulation and experimental results confirm that bat algorithm optimized online ANFIS controller outperforms the other controllers under all considered operating conditions.     

Adaptive backstepping output feedback control of DC motor actuator with friction and load uncertainty compensation

In this paper, we present an output feedback backstepping controller for mechatronic actuators with dynamic adaptive parameters for friction and load compensation. The targeted application is angular position control of automotive mechatronic valves, which possess nonlinear dynamics due to friction. The proposed controller requires only position measurement. The velocity, current, and friction dynamics are obtained by estimation and observation. The adaptive control law compensates the variations in friction behavior and load torque variation, which are common in real life applications. Lyapunov analysis has been used to show the asymptotic convergence of the closed‐loop system to zero. Simulation and laboratory experimental results illustrate the effectiveness and robustness of the controller. Further experiments on an engine test bench demonstrate the applicability of this controller in commercial engines, as well as its effectiveness as compared with conventional PI controllers.Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

无刷直流电机转速伺服系统反步高阶滑模控制

针对无刷直流电机转速伺服系统高性能非线性鲁棒控制, 提出一种新型的多滑模反步高阶滑模非线性控制方法. 在控制律设计的每一步都引入二阶滑模Super-Twisting 算法, 无需计算变量导数, 消除了滑模抖振, 并在第1 级子系统虚拟控制律设计中提出一种改进的二阶滑模Super-Twisting 算法. 与传统双闭环PI 控制相比, 能够令系统的动静态性能更好, 转矩脉动更小, 鲁棒性更强; 与标准Super-Twisting 算法相比, 进一步提高了系统对阶跃负载扰动的抑制能力. 最后通过仿真分析表明了所提出方法的有效性.

     

基于ITAE最优的直流电机速度控制器设计

提出了一种用于直流电机调速系统的控削器设计方法，该方法主要基于ITAE最优控削理论，并结合PI控削。仿真研究结果表明．所设计的调速系统不仅转速跟踪性能优良，而且具有较强的鲁棒性和抗负载扰动能力。     

机床无刷直流电机系统的分岔分析与控制

文章主要研究了机床无刷直流电机系统的Hopf分岔控制问题.首先,对系统进行分岔分析,通过计算极限环曲率系数判定系统的Hopf分岔类型;然后设计Washout滤波器对系统进行分岔控制,根据Hopf分岔理论给出使原系统Hopf分岔位置发生改变的参数条件,利用Normal Form方法计算出受控系统的Hopf分岔正规型,根据正规型的实部大小判定Hopf分岔类型,给出使原系统Hopf分岔类型发生改变的参数条件;并借助MATLAB软件对理论结果进行数值仿真,理论结果和数值仿真表明:控制器中的线性增益能使系统在所期望的参数值处发生Hopf分岔,甚至消除Hopf分岔,控制器中的非线性增益能改变原系统的Hopf分岔类型及极限环幅值的大小.研究结果对无刷直流电动机系统的工程实际具有一定的指导意义.     

PWM型DC/DC变换器的Washout滤波器混沌控制方法

研究如何利用Washout滤波器控制技术来控制PWM型DC/DC变换器中的混沌现象．首先分析了利用Ott-Grebogi-Yorke(OGY)方法对DC/DC变换器进行混沌控制存在的不足， 然后以Hénon系统为例说明了如何利用Washout滤波器进行混沌控制．最后,应用Washout滤波器对两种采用不同控制策略的DC/DC变换器实施控制,将其从混沌状态控制到周期状态．理论分析和计算机仿真表明，该控制技术不但可以很好用于DC/DC变换器中的混沌控制，而且能够克服OGY方法的不足．     

无刷直流电动机积分反演模糊滑模控制

针对普通的无刷直流电动机控制策略受电动机本身因素影响,难以达到理想效果的问题,介绍了一种积分反演自适应滑模变结构控制和模糊控制相结合的控制器。该控制器在滑模面中加入积分项,实现了对速度信号的无静差跟踪,提高了系统的稳态精度;用模糊控制器来解决切换控制增益设定只能靠经验的问题;采用模糊控制算法对不确定性进行估计,有效地减小了滑模控制方法带来的抖振;为了进一步提高控制性能,重新设计了趋近律。仿真结果表明,该控制器能够大幅提升无刷直流电动机控制系统的性能。