[发明专利]一种直流电动机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流电动机控制系统。

背景技术

    对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个方面，而在工业生产中对于后两个要求已能很好地实现，但工程应用中稳速指标却往往不能达到预期的效果，稳速要求即以一定的精度在所需要的转速稳定运行，在各种干扰不允许有过大的转速波动。稳速很难达到要求原因在于数字直流调速装置中的PID调节器对被控对象及其负载参数变化适应能力差。直流电机的数学模型很容易得到，这使得经典控制理论在己知被控对象的传递函数才能进行设计的前提得到满足，大部分数字直流调速控制器就是建立在此基础上的。然而，在实际的传动系统中，电机本身的参数和拖动负载的参数并不如模型那样一成不变，尤其对于中小型电机，在某些应用场合随工况而变化；同时，直流电机本身是一个非线性的被控对象，许多拖动负载含有弹性或间隙等非线性因素，因此，被控对象的参数变化与非线性特性，使得线性常参数PID调节器顾此失彼，不能使系统在各种工况下都能保持设计时的性能指标，往往使得控制系统的鲁棒性差，特别是对于模型参数大范围变化且具有较强非线性环节的系统，常规PID调节器难以满足高精度、快响应的控制要求，常常不能有效克服负载、模型参数的大范围变化以及非线性因素的影响。在工程上，这种控制器就很有可能满足不了生产的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有能在负载、模型参数的大范围变化，以及非线性因素下可以满足控制稳定转速、精度要求的直流电动机控制系统。

    为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：包括检测数据存储器、处理器、模糊控制器、调节器、电动机和监测数据存储器，所述检测数据存储器和处理器相连，所述处理器连接模糊控制器和调节器，所述模糊控制器、调节器、电动机和监测数据存储器依次相连。

   作为优选，所述调节器为PID调节器，所述电动机为直流电动机。

    作为优选，所述处理器为数据分离器。

本发明直流电动机控制系统的有益效果是：由于所述直流电动机控制系统采用了模糊控制器与PID调节器结合，形成fuzzy-PID复合控制，具有能在负载、模型参数的大范围变化，以及非线性因素下可以满足控制稳定转速、精度要求的优点。

附图说明

图1为本发明直流电动机控制系统的原理框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

    在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

    参阅图1所示，一种直流电动机控制系统，包括检测数据存储器、处理器、模糊控制器、调节器、电动机和监测数据存储器，所述检测数据存储器和处理器相连，所述处理器连接模糊控制器和调节器，所述模糊控制器、调节器、电动机和监测数据存储器依次相连。

    所述调节器为PID调节器，所述电动机为直流电动机，所述处理器为数据分离器。

    所述模糊控制器和PID调节器统称为模糊自整定PID参数控制系统，模糊自整定PID参数控制系统是以模糊控制规则推理实时调节PID参数的一种控制系统。模糊控制规则给出的是在不同实时状态下对PID参数的推理结果。在一般的PID控制系统的基础上，采用模糊推理思想，加上一个模糊推理环节；模糊推理环节是为了根据系统实时状态调节PID的参数而设置的。模糊控制不要求被控对象的精确模型且适应性强，为了克服常规数字直流调速装置的缺点，将模糊控制与PID调节器结合。检测数据经过处理器微分传输到模糊控制器和PID调节器，模糊控制器对数据进行在线调整，再传送到调节器后和检测数据进行对比实现对电动机的调整和控制。

本发明直流电动机控制系统的有益效果是：由于所述直流电动机控制系统采用了模糊控制器与PID调节器结合，形成fuzzy-PID复合控制，具有能在负载、模型参数的大范围变化，以及非线性因素下可以满足控制稳定转速、精度要求的优点。