文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223566
中文引用格式: 謝觀(guān)靈,,邵李煥,鄭長(zhǎng)風(fēng). 基于改進(jìn)模糊PID位置隨動(dòng)系統(tǒng)控制[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,,2023,,49(6):49-53.
英文引用格式: Xie Guanling,,Shao Lihuan,Zheng Changfeng. Control of position servo system based on improved fuzzy PID[J]. Application of Electronic Technique,,2023,,49(6):49-53.
0 引言
直流有刷電機(jī)具有響應(yīng)迅速、易于控制等優(yōu)點(diǎn),,在低速時(shí)能夠輸出高扭矩,,廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制以及智能家居等領(lǐng)域。隨著位置隨動(dòng)系統(tǒng)對(duì)控制精度和跟蹤性能要求的提高,,其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)跟隨性能成為主要關(guān)注的參數(shù),。因此,如何使驅(qū)動(dòng)電機(jī)快速,、準(zhǔn)確地跟蹤預(yù)定位置成為研究的主要目標(biāo),。
目前,位置隨動(dòng)系統(tǒng)控制普遍采用三環(huán)控制系統(tǒng)框架,,由內(nèi)至外依次為電流環(huán),、速度環(huán)和位置環(huán)?;谌h(huán)控制系統(tǒng)框架,,PID控制算法因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)調(diào)整方便,,在位置隨動(dòng)控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。但由于直流有刷電機(jī)位置隨動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)時(shí)變,、強(qiáng)耦合的非線(xiàn)性系統(tǒng),,PID算法無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足不同工況下的高性能控制需求。針對(duì)這一問(wèn)題,,許多學(xué)者將模型預(yù)測(cè),、遺傳、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制算法代替PID算法,,以增強(qiáng)位置隨動(dòng)控制系統(tǒng)的抗干擾性能,,但上述控制算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、計(jì)算量大,很難應(yīng)用在實(shí)際的控制系統(tǒng)之中,。付子義等提出一種基于伸縮因子的模糊控制方法,,通過(guò)對(duì)模糊PID的論域進(jìn)行調(diào)整,提升了無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)性能,;王旭鋒等運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與模糊控制理論,,將單神經(jīng)元與模糊PID的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合,提高了位置隨動(dòng)系統(tǒng)的靜態(tài),、動(dòng)態(tài)跟蹤性能,;陳帥等通過(guò)對(duì)模糊規(guī)則庫(kù)調(diào)整與改進(jìn),提升了伺服系統(tǒng)跟蹤精度和抗干擾能力,。上述模糊PID改進(jìn)方法一定程度上改善了位置隨動(dòng)系統(tǒng)的跟蹤性能,,但單純地依據(jù)位置誤差以及誤差導(dǎo)數(shù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,無(wú)法有效地抑制負(fù)載擾動(dòng),,在寬負(fù)載范圍的控制效果不佳,。
基于上述研究,本文通過(guò)設(shè)計(jì)負(fù)載觀(guān)測(cè)器實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)位置隨動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩,,制定參數(shù)調(diào)整規(guī)則,,將負(fù)載轉(zhuǎn)矩作為調(diào)節(jié)因子引入模糊PID控制器中,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)模糊PID控制器參數(shù),,增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗負(fù)載擾動(dòng)能力,。
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作者信息:
謝觀(guān)靈,邵李煥,,鄭長(zhǎng)風(fēng)
(杭州電子科技大學(xué) 新型電子器件與應(yīng)用研究所,,浙江 杭州 310018)