[发明专利]基于改进型速度闭环控制算法的无刷电机单闭环控制方法

权利要求书

1.一种基于改进型速度闭环控制算法的无刷电机单闭环控制方法，其特征在于，无刷电机采用单闭环系统控制，包含以下步骤：

S1、由单闭环系统控制提供给定速度；

S2、在无刷电机的旋转过程中，根据与无刷电机端连接安装的霍尔传感器产生电压信号，捕获并分析计算得到反馈速度；

S3、比较给定速度和反馈速度，得到速度偏差信号；

S4、由改进型速度闭环控制器对速度偏差信号进行改进型速度闭环控制调制；

S5、完成改进型速度闭环控制调制的速度偏差信号输入至PWM信号发生器，调制产生的PWM信号波控制无刷电机的转速；

所述的S4中，改进型速度闭环控制器由积分分离模糊PID控制器、数字PI控制器和选择开关构成，具体包含以下步骤：

S41、将速度偏差信号分别传输至积分分离模糊PID控制器、数字PI控制器和选择开关；

S42、积分分离模糊PID控制器根据速度偏差信号，计算得出积分分离模糊PID控制结果，并输出至选择开关；

S43、数字PI控制器根据速度偏差信号，计算得出增量式的数字PI控制结果，并输出至选择开关；

S44、选择开关根据速度偏差信号和选择规则，对积分分离模糊PID控制结果和数字PI控制结果进行选择，并输出至PWM信号发生器；

所述的S44中，具体包含以下步骤：

S441、无刷电机的单闭环控制启动时，选择开关选择采用积分分离模糊PID控制方法，即选择开关采用积分分离模糊PID控制器输出的控制结果，并输出至PWM信号发生器；

S442、无刷电机的单闭环控制启动后，选择开关实时记录速度偏差信号e和速度偏差变化量ec；

S443、在速度偏差信号e以ec小于0和ec大于0这两种方式过零点的过程中，选择开关提取速度偏差信号的最大值e_max；

在速度偏差信号e下一次过零点时，选择开关对e_max进行判断；若e_max小于给定速度的3％，则从该零点开始采用数字PI控制方式，即选择开关选择采用数字PI控制器输出的控制结果，输出至PWM信号发生器，并继续执行S444；否则继续采用积分分离模糊PID控制方法，并重复执行S443；

S444、在速度偏差信号e以ec小于0和ec大于0这两种方式再次反向过零点的过程中，选择开关提取速度偏差信号的最大值e_max；

在速度偏差信号e下一次过零点时，选择开关对e_max进行判断；若e_max小于给定速度的3％，则选择开关继续采用数字PI控制方式，并重复执行S444；若速度偏差信号e发生突变，且速度偏差变化量ec超出给定速度的5％，则选择开关再次采用积分分离模糊PID控制方法，并返回执行S443。

2.如权利要求1所述的基于改进型速度闭环控制算法的无刷电机单闭环控制方法，其特征在于，所述的S42中，积分分离模糊PID控制器由积分分离PID控制器与模糊控制器构成，具体包含以下步骤：

S421、模糊控制器利用模糊控制方法对PID控制参数进行整定，具体为：依据速度偏差信号e及速度偏差变化量ec的模糊子域隶属度函数进行参数模糊化；确定模糊控制规则；进行去模糊化，并选择参数校正因子进行校正；

所述的PID控制参数包含：比例控制参数K_p、积分控制参数K_i和微分控制参数K_d；

S422、积分分离PID控制器根据速度偏差信号选择对应的控制方式进行积分分离PID控制。

3.如权利要求2所述的基于改进型速度闭环控制算法的无刷电机单闭环控制方法，其特征在于，所述的S421中，模糊子域隶属度函数按照以下公式建立：

其中，x为模糊输入变量，其值小、中和大分别对应于a、b、c。