无刷直流电机的优化控制方案分析
张悦琳摘 要无刷直流电机出现使传统电刷和换向器结构得到了优化但传统控制方案却不再具有适用性定程上限制了无刷直流电机应用。
首先介绍了无刷直流电机结构和工作原理然分析了传统算法理论基础采用模糊控制算法对无刷直流电机控制方案进行了优化。
希望研究可以相关领域提供参考。
关键词无刷直流电机;算法;模糊控制传统有刷电机要设计电刷和换向器因存机械摩擦和换相火花等问题导致寿命不长可靠性也较差。
无刷直流电机不再采用电刷和换向器结构取而代是电子换相法因而提高了电机总体性能[]。
由无刷直流电机结构上较复杂非线性和变特性也更加显著因传统控制算法很难满足精要。
无刷直流电机工作原理无刷直流电机主要由电枢绕组、永磁体、定子、子、电子换向器等结构组成其电枢绕组组装定子上永磁体磁极组装子上电子换应用使传统电机电刷和换向器不复存[]。
根据应用场合不电机绕组相数可以不尽相子对数也有多种形式绕组连接可以采用星型和封闭型两种但由封闭绕组具有较高损耗效率也不高因部分无刷直流电机绕组采用星型连接。
不型电子换相器可能具有不结构形式因又有桥式换向器和非桥式换向器区分[3]其非桥式换向器结构简单、成较低但由效率不高实际很少应用故格式换向器是主流。
电流某相定子会产生逆变交流信交流信气隙作用下感应出旋磁场推动子运动。
传感器实测量子位置并将功率开关管有序导通驱动电机持续运。
根据子位置和换相关系不功率开关管导通或截止相序也不从而控制电机正或反。
控制系统研究 控制概述当前电机控制系统广泛采用控制算法所谓控制算法就是由比例（rr）、积分（grl）、微分（rvv）三部分组合起动态地修正系统误差种控制体系[]。
如被控对象数学模型可以被准确地描述那么就可以获得很高控制精。
外控制算法还简单易行、调试方便、可靠稳定、动态性能等许多优因而成运动控制领域应用普遍方案。
无刷直流电机比传统交流电机更加复杂非线性和变性也更加明显性能要也不断提高传统算法很难达到理想控制精和速。
又发展出神络、模糊控制、人工智能等许多新控制算法很程上克了传统不足。
控制原理控制器质上是由三种控制策略组合而成种综合控制系统它由比例、积分和微分三校正环节通线性组合方式共对系统误差进行测量和修正从而保证系统可靠稳定运行。
控制程控制器首先通传感器将控制对象关键参数测量出然实计算其与预设值偏差再通综合应用比例、积分和微分方法对参数进行校正比例、积分和微分环节各生成系数校正参数用控制被控对象使其保持运行稳定。
比例系统超出调节围会严重降低系统稳定性甚至产生振荡而失调节作用。
积分系数也会产生类似问题合理选择积分系数能有效增强系统抗干扰性降低系统静差。
微分系数可以提高控制系统反应速改善动态性能微分系统会造成系统灵敏完成调节任前就停止了控制程因有時候要引入修正系数使微分环节调节更加合理。
3无刷直流电机优化控制对传统交流电机而言控制确实是种优秀控制算法这也是其得到广泛应用原因。
但是对无刷直流电机而言其数学模型往往具有些不确定因素非线性和变性也比较明显无刷直流电机应用场合般要具有很高控制精。
显然这种情况已不能满足传统控制体系前提必须对其进行改进才能适应新控制。
结合模糊控制理论采用模糊控制方案对无刷直流电机进行优化控制。
3模糊控制概述考虑到无刷直流电机系统数学模型引入了些不稳定因素无法精确建立数学模型而模糊控制无被控系统具有精确数学模型因而恰可以弥补传统控制算法不足。
如将模糊控制思想融入到传统控制算法就形成了模糊控制算法使两者优都得到了充分利用可以提高系统鲁棒性。
3模糊控制程模糊控制系统关键模糊控制器实现该控制器要借助模糊数学些基础理论包括模糊集、模糊语言和模糊规则这些数学程再通计算机编程方法固化到代码从而形成模糊控制器。
具体而言模糊控制器实现要模糊化、模糊推理和模糊等三关键步骤。
由无刷直流电机系统输入参数误差或误差导数显然是确定数值但模糊控制器要以模糊参数输入因必须先将误差参数进行模糊化才能被模糊系统处理。
这里所说模糊其实是采用数学变换方法将参数变换到论域并通模糊子集形式进行描述。
模糊集和模糊规则数量并非越多越也非越少越如少就很难全面覆盖系统特征无法实现精确控制;如多又会给计算带巨压力。
因应综合考虑根据无刷直流电机特恰当选取合适模糊集合数量其数量通常30围。
3模糊推理模糊推理是实现系统控制关键环节所谓推理就是按照预设模糊规则将模糊集进行延伸建立各变量对应关系。
目前较模糊推理算法包括推演和推演其前者由程简单快捷而得到较广泛应用。
对非线性系统推演则具有定优势它通常原因结论思想建立输入输出变量非线性映射关系。
33模糊模糊推理结是给出了系列模糊集合这些模糊集合是根据预设模糊规则推算而得因而可以反映系统变化。
了对被控系统进行控制还必须将模糊集合变换确定值这变换程与模糊化恰相反称模糊。
但模糊方法有很多例如面积平分法、心法和隶属法采用不方法可以得到不结。
结语随着动控制技术和数学基础理论发展新控制算法不断涌现无刷直流电机控制逐步走向智能化人工智能技术开始得到应用。
参考献[]孙元李鹏无刷直流电机闭环控制设计[]蒙古科技与济09（）8385[]黄李威林荣思奇无刷直流电机控制系统研究[]电气开关0856（5）3639[3]何剑无刷直流电机原理与应用[]西部论丛08（8） 相关热词 直流电机优化控制