[发明专利]一种基于模糊PID电流环控制的步进电机驱动器

说明书

本发明公开了一种基于模糊PID电流环控制的步进电机驱动器，包括以下控制步骤：S1：确定模糊控制器输入变量和输出变量，以及输入变量的变化范围；其中输入变量包括偏差E、偏差变化率EC；S2：通过整定确定模糊控制的量化等级、量化因子和比例因子；S3：得出模糊控制表：根据输入值和输出值分别得出比例系数Kp、积分时间常数Ki、微分时间常数Kd的模糊控制表；S4：计算模糊控制输出值；S5：计算模糊PID控制输出值：将偏差E和偏差变化率EC代入模糊控制表中，得出模糊PID参数Kp’、Ki’、Kd’，再将Kp’、Ki’、Kd’代入PID算法中计算出模糊PID控制输出值。

技术领域

本发明涉及电机驱动器领域，具体涉及一种基于模糊PID电流环控制的步进电机驱动器。

背景技术

传统PID控制是以精确数学模型为基础的，无法有效应对系统的不确定信息，用不变的PID参数不可能达到较好的控制结果。模糊控制不需要对象的精确数学模型，对系统变化不敏感，鲁棒性好，抗干扰性强。但是由于它的模糊性，稳态精度不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模糊PID电流环控制的步进电机驱动器。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于模糊PID电流环控制的步进电机驱动器，包括以下控制步骤：

S1：确定模糊控制器输入变量和输出变量，以及输入变量的变化范围；

其中输入变量包括偏差E、偏差变化率EC；

S2：通过整定确定模糊控制的量化等级、量化因子和比例因子；

S3：得出模糊控制表：根据输入值和输出值分别得出比例系数Kp、积分时间常数Ki、微分时间常数Kd的模糊控制表；

S4：计算模糊PID控制输出值：将偏差E和偏差变化率EC代入模糊控制表中，得出模糊PID参数Kp’、Ki’、Kd’，再将Kp’、Ki’、Kd’代入PID算法中计算出模糊PID控制输出值：

其中，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，E(k)和E(k-1)分别为第k和第k-1时刻的偏差信号，k为采样序号，T为采样时间。

优选的，所述步骤S2包括以下整定子步骤：

S21：通过隶属度确定偏差E、偏差变化率EC的模糊子集；

S22：引入偏差E、偏差变化率EC的模糊子集对应的论域；

S23：得出量化函数。

本发明的有益效果集中体现在：本发明能有效解决步进电机电流控制系统存在的非线性、干扰等特性，可以实现随环境的变化，参数自动改变，以达到更好的控制效果。其次，驱动器运行平稳，电流波形稳定，驱动器定位准确，有效地节约了各项生产成本。

附图说明

图1是本发明控制流程图；

图2是本发明控制系统框图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种基于模糊PID电流环控制的步进电机驱动器，包括以下控制步骤：

S1：确定模糊控制器输入变量和输出变量，以及输入变量的变化范围；

其中输入变量包括偏差E、偏差变化率EC，以及电机的输入电流和细分数，电机整定的比例、积分、微分；而输入电流和细分数由拨码开关确定，也就是说拨码开关可以用来调节驱动器的输入电流值；比例、积分、微分由确定的基础值开始基于设定值变化；