[发明专利]一种电机灰色预测模糊PID控制器的控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种电机灰色预测模糊PID控制器的控制系统及其控制方法，包括MAC、电机驱动模块、永磁同步电机、阀门传动系统、阀门位置检测器和阀门位置设定单元，所述MAC包括灰色预测模糊PID控制器、永磁同步电机控制器和A/D转换器，所述MCU的电机控制输出端与所述电机驱动模块的开关管输入端连接，所述电机驱动模块的驱动端与所述永磁同步电机的绕组输入端连接，所述永磁同步电机控制阀门所处位置，所述阀门的位置由所述阀门位置检测器检测。有益效果：有效地提高预测精度；模糊控制有较强的容错能力，对于控制过程中数学模型的精确性要求不高，能很好地解决控制过程中的非线性、滞后性等问题。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机的控制技术领域，具体来说，涉及一种电机灰色预测模糊PID控制器的控制系统及其控制方法。

背景技术

永磁同步电机以其体积小、重量轻、价格低廉、效率高等独有优势在交流调速系统中占据了十分重要的地位。永磁同步电机得到广泛应用的同时也对电机控制性能提出更高的要求，尤其对控制系统的抗干扰性能提出更大的挑战。

永磁同步电机调速系统具有时变、非线性、强耦合等特征，传统PID控制计算简单，能满足一般控制系统性能要求，但PID控制器参数优化困难、抗干扰能力弱、对负载的适应能力差，一些新型控制策略表现出更好的应用前景。

灰色预测控制能利用系统数据的发展变化规律对未来行为进行预测，通过对系统提前控制来提高系统的适应能力。但传统模型的灰色预测模糊直接转矩控制系统中电机转矩和定子磁链采样值时间序列非单调、波动性强和随机性强等缺点。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种电机灰色预测模糊PID控制器的控制系统及其控制方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种电机灰色预测模糊PID控制器的控制系统，包括MAC、电机驱动模块、永磁同步电机、阀门传动系统、阀门位置检测器和阀门位置设定单元，所述MAC包括灰色预测模糊PID控制器、永磁同步电机控制器和A/D转换器；

所述MCU的电机控制输出端与所述电机驱动模块的开关管输入端连接，所述电机驱动模块的驱动端与所述永磁同步电机的绕组输入端连接，所述永磁同步电机控制阀门所处位置，所述阀门的位置由所述阀门位置检测器检测，所述阀门位置检测器电压信号输出端与所述MCU的A/D转换器的信号输入端连接；

所述阀门位置设定单元输入的期望值与所述阀门位置检测器输入值做减法后送入所述灰色预测模糊PID控制器，所述灰色预测模糊PID控制器输出PWM信号给所述永磁同步电机控制器的速度调节输入端，所述永磁同步电机控制器的电机控制输出端输送正确的开断时序信号给所述电机驱动模块的开关管输入端，所述电机驱动模块的驱动端输出电机驱动信号给永磁同步电机的绕组输入端，所述永磁同步电机转动控制阀门，阀门位置信号输出端输出阀门位置信号给所述阀门位置检测器，所述阀门位置检测器将阀门位置转换成模拟电压信号送入到所述A/D转换器。

进一步的，所述永磁同步电机控制系统的运行状况设定参数，分别为KP、KI、KD、E（k），其中KP、KI、KD三个参数分别是提前设定好的固定值。

进一步的，所述E（k）为所述永磁同步电机控制系统的反馈值。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机灰色预测模糊PID控制器的控制系统的控制方法，用于电机灰色预测模糊PID控制器的控制系统的控制，包括以下步骤：

按模糊PID控制规则设定模糊PID自整定控制器；