[发明专利]一种基于模糊PID的PMSM自整定控制系统

说明书

本发明涉及一种基于模糊PID的PMSM自整定控制系统，特别涉及智能移动平台伺服电机控制领域。包括：模糊PID控制器，电流内环及转速外环的双闭环控制系统，所述模糊PID控制器用于控制转速环。所述模糊PID控制器包括PID控制系统和模糊控制系统，所述模糊控制系统用于接收输入量与返回量的差值与差值的变化率并处理得到精确输出量，所述模糊控制系统还用于将所述精确输出量作为PID输入量传送到所述PID控制系统，所述PID控制系统用于根据所述PID输入量执行操作。本方案解决了如何实现PID参数的自我调节的技术问题，适用于永磁同步电机的自整定控制。

技术领域

本发明涉及智能移动平台伺服电机控制领域，特别涉及一种基于模糊PID的PMSM自整定矢量控制系统。

背景技术

智能移动平台普遍采用伺服直流永磁同步电机，通常一个智能移动平台含有四个乃至更多的驱动轴。PMSM是一个非线性、多变量、强耦合系统，使得外界扰动十分敏感。如智能移动平台在进行作业时，其负载处于时变状态。如何让平台按照计划速度和加速度精确到达指定位置变得尤为重要。

传统的控制器通常采用传统PID调节，控制方法简单、实用。但是传统的PID控制器具有一定的局限性，控制参数不能随外界环境变化而调整，一直采用同一套参数显然不能达到精确的控制性能。为了提高永磁电机控制系统的实时控制性能，基于PID与其他智能控制结合成为目前的一个研究热点。模糊PID控制器将传统PID控制器与模糊算法相结合，对控制器参数自动调整，使得被控对象有更加良好的动态性能和静态性能。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是如何实现PID参数的自整定。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种基于模糊PID的PMSM自整定控制系统，其特征在于，包括：模糊PID控制器、电流内环及转速外环的双闭环控制系统，所述模糊PID控制器用于控制转速环。

所述模糊PID控制器包括PID控制系统和模糊控制系统，所述模糊控制系统用于接收输入量与返回量的差值与所述差值的变化率并处理得到精确输出量，所述模糊控制系统还用于将所述精确输出量作为PID输入量传送到所述PID控制系统，所述PID控制系统用于根据所述PID输入量执行操作。

本发明的有益效果是：通过模糊控制优化了PID控制，传统的PID控制在使用时受到负载以及外部温度等诸多因素影响，需要调节PID参数才能达到最优控制通常PID都是通过人工调节，本方案通过将输出量进行模糊化操作，实现了PID参数的自我调节。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，将所述PID控制系统为增量式PID控制。

采用上述进一步方案的有益效果是，相比于位置式PID控制，增量式PID误差较小，必要时可用逻辑判断的方法自动筛除错误数据且运算量较小不会出现内存不足的情况。

进一步，所述输入量包括：速度误差e(t)，误差变化量e(t)′所述位置角度误差e(t)和误差变化量e(t)′通过下列公式获得：

e(t)＝y(t₂)-y(t₁)

其中，y(t₂)为输出转速，y(t₁)为输入转速。

进一步，所述模糊控制系统用于接收输入量，所述输入量包括NB，NM，NS、ZO、PS、PM、PB这7个部分，将三角形隶属度函作为隶属度函数，将所述输入量模糊化得到模糊量，并将所述模糊量变成在适当论域上的模糊子集，结合所述模糊子集和控制规则进行模糊推理得到模糊控制量，最后，所述模糊控制系统通过所述模糊控制量得到精确输出量。