[发明专利]一种无刷直流电机模糊化自适应PID控制优化方法有效

专利信息
申请号: 201810696703.0 申请日: 2018-06-29
公开(公告)号: CN108549215B 公开(公告)日: 2021-02-02
发明(设计)人: 黄孝平;黄文哲;文芳一 申请(专利权)人: 南宁学院
主分类号: G05B11/42 分类号: G05B11/42
代理公司: 北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11465 代理人: 李冉
地址: 530200 广西*** 国省代码: 广西;45
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摘要:
搜索关键词: 一种 直流电机 模糊 自适应 pid 控制 优化 方法
【说明书】:

发明提供了一种无刷直流电机模糊化自适应PID控制优化方法;有前向试探过程和反馈调整过程;前向试探过程包括如下步骤:①获取参数值;②输出调整值;③输出控制;④等待反馈;反馈调整过程包括如下步骤:①获取反馈值;②反向计算;③参数调整。本发明通过前向试探过程和反馈调整过程两阶段的方式,能在执行环境中针对模糊规则中起主要作用的参数进行动态优化,从而使得无刷直流电机模糊自适应PID控制能取得更优异的效果。

技术领域

本发明涉及一种无刷直流电机模糊化自适应PID控制优化方法。

背景技术

《无刷直流电机模糊自适应PID控制研究与仿真》(《控制工程》,刘慧博,2014年7月)提供了基于单一自适应参数调整模糊规则而进行无刷直流电机PID控制的方法,在该方法中,对于模糊规则的参数自适应是基于系统动态偏差e计算而实现的,但基于模糊规则的基本原理可知,对于模糊规则实际在电机控制中的应用,模糊规则对电机控制影响较大的方面在于隶属度函数,现有技术中隶属度函数一般是根据操作者的经验初步确定,隶属度函数的幅宽大小对性能影响较大,隶属度函数的位置分布对控制性能也有一定的影响,尤其是实际测试证明当隶属度函数在整个论域平均分布时,控制效果并不好,因此上述基于系统动态偏差e计算而实现模糊规则的参数自适应的方式,就无刷直流电机模糊自适应PID控制而言,效果极为有限。

发明内容

为解决上述技术问题,本发明提供了一种无刷直流电机模糊化自适应PID控制优化方法,该无刷直流电机模糊化自适应PID控制优化方法通过前向试探过程和反馈调整过程两阶段的方式,能在执行环境中针对模糊规则中起主要作用的参数进行动态优化。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种无刷直流电机模糊化自适应PID控制优化方法,有前向试探过程和反馈调整过程;前向试探过程包括如下步骤:

①获取参数值:读取当前模糊规则参数和初始模糊规则参数,并获取当前模糊调节输入值,模糊规则参数包括隶属度函数的幅宽、隶属度函数高斯分布方差;

②输出调整值:以初始模糊规则参数为基准在预设定范围内生成随机数,将读取到的当前模糊规则参数一一对应加上随机数,得到模糊规则参数调整值发送待执行,并将模糊规则参数调整值代入至模糊规则参数→转速电流变化值模型后结合当前模糊调节输入值计算得到的电流检测和转速检测的预期值保存在内存中;

③输出控制:将模糊规则参数调整值作为模糊规则参数控制采用PID控制方式进行无刷直流电机转速调节和电流调节;

④等待反馈:进入睡眠状态延时N个时序;

反馈调整过程包括如下步骤:

①获取反馈值:获取电流检测和转速检测的读值;

②反向计算:将当前获取的电流检测和转速检测的读值,与N个时序之前的电流检测和转速检测的预期值,代入损失函数中计算,N为10~30;

③参数调整:根据损失函数计算结果调整模糊规则参数,并将调整后的模糊规则参数返回作为当前模糊规则参数,同时从内存中删除电流检测和转速检测的预期值。

所述当前模糊规则参数存储于总控节点的内存中。

所述初始模糊规则参数存储于随机调节模块的内置存储器中,且由随机调节模块生成随机数。

所述当前模糊规则参数在每经过M个时序后写入至存储器中,M为10以上。

所述前向试探过程和反馈调整过程以10ms为一个执行周期。

所述反馈调整过程中的①获取反馈值和②反向计算在参数调整模块中执行。

所述参数调整模块为以Cortex-A9处理器为核心的系统级芯片。

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