2010 资讯科技国际研讨会文
直无刷马达之模糊PID控制器设计 Fuzzy PID Control of a DC Brushless Motor
作者一 施能义 亚洲大学资讯工程系副教授 e-mail:shih@asia.edu.tw 作者二 高嘉 亚洲大学资讯工程系研究生 e-mail:kaochialun@yahoo.com.tw
摘要
近无刷马达的许多优特性,使得无 刷马达成为业界竞相转型与发展之工具.如空 调机,洗衣机,运动器材,代步,手工具机... 等,能够看到其发展之程.为进提升 马达特性,本文使用近代控制技术,以模糊 结合传统PID控制器,以设计具智慧型直 无刷马达控制器,使其能适应同环境而达到 期望之要求.经模拟后与传统之PID控制器比 较,显示出能提升驱动能与控制效能,验证 本文方法的可性.未期望此一模糊PID 能在嵌入式系统中成为无刷马达之主要控制 器. 关键词:直无刷马达,Fuzzy,PID,Simulink.
1.前言
模糊是为解决真实世界中普遍存 在的模糊现象而发展的一门学问,它是美国加 州柏克莱大学L.A.Zadeh於1965首先提出的 一种定表达工具,用表现某些无法确定定 义的模糊性概.模糊的重点就是要建 一种学模型,能够学习人为处模糊事物的 确定性,以能够将其运用於电脑,进一步 设计出比现阶段控制或传统控制,具有好之 强健性及适应性. 本文先推演 SSM-N-04-720F 直无刷马 达后,结合 PID 控制器架构,再用模糊 调变改善 PID 控制器之 K P , K I , K D ,使其具有适应性功能.根据模糊控制 ,本文是采用三角形的归属函,将系统的 误差及误差微分者分别依照模糊规则库建 归属函图,将模糊概与 PID 控制器结 合使用,设计出模糊调变 PID 控制器.经 模拟结果,显现性能已有明确改善特性,能达 到所期望的要求.
Abstract :
In recent years, brushless DC motor has many excellent characteristic. It makes the brushless DC motor as the industry's main development tools. Such as air conditioners, washing machines, sports equipment, means of transport vehicles and so on..in order to upgrading motor characteristics. In this paper, a fuzzy proportional integral derivative PID controller is proposed which can be tuned by carrying the tuning rules from fuzzy domain. it has been applied and validated in actual system control with significantly improves t he control quality. The simulation results show that both the transitory performance and the steady state performance are better than that of conventional PID controller. Keywords : brushless DC motor,Fuzzy,PID, Simulink.
2.系统明
直无刷马达(BLDCM)并使用电刷进 换向动作,而是用电气控制的方式定位, 因此,必须要在马达的轴心,加入一个磁器元 件(如Hall-effect sensor,霍尔感测器)或 光学编码器(如Encoder,译码器)将目前转 子的位置提供给控制器,作为马达换相依据. 2.1 建直无刷马达之系统动态方程式 学模型的建对於无刷马达设计是很 基本但也很重要的步骤,以学为核心或根 基,才有办法看清Fuzzy PID控制器设计的思 维是否得宜,也才能推估计算控制法则的弊 得失,最后再用适当的控制法则,了解系 统之特徵态,以设计与讨.
2010 International Conference on Advanced Information Technologies (AIT)
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